Isótopos de niônio - Isotopes of nihonium

Principais isótopos de niônio   ( 113 Nh)
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
278 Nh syn 1,4 ms α 274 Rg
282 Nh syn 73 ms α 278 Rg
283 Nh syn 75 ms α 279 Rg
284 Nh syn 0,91 s α 280 Rg
CE 284 Cn
285 Nh syn 4,2 s α 281 Rg
286 Nh syn 9,5 s α 282 Rg
287 Nh syn 5,5 s? α 283 Rg
290 Nh syn 2 s? α 286 Rg

Nihonium ( 113 Nh) é um elemento sintético . Sendo sintético, um peso atômico padrão não pode ser fornecido e, como todos os elementos artificiais, não possui isótopos estáveis . O primeiro isótopo a ser sintetizado foi 284 Nh como um produto de decaimento de 288 Mc em 2003. O primeiro isótopo a ser sintetizado diretamente foi 278 Nh em 2004. Existem 6 radioisótopos conhecidos de 278 Nh a 286 Nh, junto com os 287 Nh não confirmados e 290 Nh. O isótopo de vida mais longa é 286 Nh com meia-vida de 8 segundos.

Lista de isótopos

Nuclídeo
Z N Massa isotópica ( Da )
Meia vida

Modo de decaimento


Isótopo filha

Giro e
paridade
278 Nh 113 165 278,17058 (20) # 1,4 ms α 274 Rg
282 Nh 113 169 282,17567 (39) # 73 ms α 278 Rg
283 Nh 113 170 283,17657 (52) # 75 ms α 279 Rg
284 Nh 113 171 284,17873 (62) # 0,91 s α (96,8%) 280 Rg  
CE (3,2%) 284 Cn
285 Nh 113 172 285,17973 (89) # 4,2 s α 281 Rg
286 Nh 113 173 286,18221 (72) # 9,5 s α 282 Rg
287 Nh 113 174 287,18339 (81) # 5,5 s α 283 Rg
290 Nh 113 177 2 s? α 286 Rg
  1. ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
  2. ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da Superfície de Massa (TMS).
  3. ^ Modos de decadência:
    CE: Captura de elétrons
  4. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 287 Mc
  5. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 288 Mc
  6. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 293 Ts
  7. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 294 Ts
  8. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 287 Fl; não confirmado
  9. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 290 Fl e 294 Lv; não confirmado

Isótopos e propriedades nucleares

Nucleosíntese

Elementos superpesados, como o niônio, são produzidos bombardeando elementos mais leves em aceleradores de partículas que induzem reações de fusão . Enquanto a maioria dos isótopos de niônio podem ser sintetizados diretamente dessa forma, alguns mais pesados ​​só foram observados como produtos de decomposição de elementos com números atômicos mais altos .

Dependendo das energias envolvidas, as primeiras são separadas em "quentes" e "frias". Em reações de fusão a quente, projéteis muito leves e de alta energia são acelerados em direção a alvos muito pesados ​​( actinídeos ), dando origem a núcleos compostos em alta energia de excitação (~ 40-50  MeV ) que podem fissão ou evaporar vários (3 a 5) nêutrons. Nas reações de fusão a frio, os núcleos fundidos produzidos têm uma energia de excitação relativamente baixa (~ 10-20 MeV), o que diminui a probabilidade de que esses produtos sofram reações de fissão. À medida que os núcleos fundidos resfriam ao estado fundamental , eles exigem a emissão de apenas um ou dois nêutrons e, portanto, permitem a geração de produtos mais ricos em nêutrons. Este último é um conceito distinto daquele em que a fusão nuclear afirma ser alcançada em condições de temperatura ambiente (ver fusão a frio ).

Fusão a frio

Antes da síntese do niônio pela equipe RIKEN, cientistas do Instituto de Pesquisa de Íons Pesados (Gesellschaft für Schwerionenforschung) em Darmstadt , Alemanha, também tentaram sintetizar o niônio bombardeando bismuto-209 com zinco-70 em 1998. Nenhum átomo de niônio foi identificado em duas execuções separadas da reação. Eles repetiram a experiência em 2003 novamente sem sucesso. No final de 2003, a equipe emergente da RIKEN, usando seu eficiente aparato GARIS, tentou a reação e atingiu o limite de 140 fb. Em dezembro de 2003 a agosto de 2004, eles recorreram à "força bruta" e realizaram a reação por um período de oito meses. Eles foram capazes de detectar um único átomo de 278 Nh. Eles repetiram a reação em várias execuções em 2005 e foram capazes de sintetizar um segundo átomo, seguido por um terceiro em 2012.

A tabela abaixo contém várias combinações de alvos e projéteis que podem ser usados ​​para formar núcleos compostos com Z = 113.

Alvo Projétil CN Resultado da tentativa
208 Pb 71 Ga 279 Nh Reação ainda a ser tentada
209 Bi 70 Zn 279 Nh Reação bem sucedida
238 U 45 Sc 283 Nh Reação ainda a ser tentada
237 Np 48 Ca 285 Nh Reação bem sucedida
244 Pu 41 K 285 Nh Reação ainda a ser tentada
250 cm 37 Cl 287 Nh Reação ainda a ser tentada
248 cm 37 Cl 285 Nh Reação ainda a ser tentada

Fusão quente

Em junho de 2006, a equipe de Dubna-Livermore sintetizou niônio diretamente bombardeando um alvo de neptúnio -237 com núcleos de cálcio-48 acelerados , em uma busca pelos isótopos mais leves 281 Nh e 282 Nh e seus produtos de decaimento, para fornecer informações sobre os efeitos estabilizadores das camadas de nêutrons fechadas em N = 162 e N = 184:

237
93
Np
+ 48
20
Ca
282
113
Nh
+ 1
0
n

Dois átomos de 282 Nh foram detectados.

Como produto de decomposição

Lista de isótopos de niônio observados por decaimento
Resíduo de evaporação Isótopo de niônio observado
294 Lv, 290 Fl? 290 Nh?
287 Fl? 287 Nh?
294 Ts, 290 Mc 286 Nh
293 Ts, 289 Mc 285 Nh
288 Mc 284 Nh
287 Mc 283 Nh

Nihonium foi observado como um produto de decaimento de moscovium (via decaimento alfa). Moscovium atualmente tem quatro isótopos conhecidos; todos eles sofrem decaimentos alfa para se tornarem núcleos de niônio, com números de massa entre 283 e 286. Os núcleos de moscovium pais podem ser eles próprios produtos de decomposição da tennessina . Também pode ocorrer como um produto do decaimento do flerovium (via captura de elétrons), e os núcleos parentais do flerovium podem ser eles próprios produtos do decaimento do livermorium . Até o momento, nenhum outro elemento foi conhecido por decair para niônio. Por exemplo, em janeiro de 2010, a equipe de Dubna ( JINR ) identificou o nihônio-286 como um produto na decadência da tennessina por meio de uma sequência de decaimento alfa:

294
117
Ts
290
115
Mc
+ 4
2
Ele
290
115
Mc
286
113
Nh
+ 4
2
Ele

Cálculos teóricos

Seções transversais de resíduo de evaporação

A tabela abaixo contém várias combinações de alvo-projétil para os quais os cálculos forneceram estimativas para rendimentos de seção transversal de vários canais de evaporação de nêutrons. O canal com o maior rendimento esperado é fornecido.

DNS = sistema Di-nuclear; σ = seção transversal

Alvo Projétil CN Canal (produto) σ max Modelo Ref
209 Bi 70 Zn 279 Nh 1n ( 278 Nh) 30 fb DNS
238 U 45 Sc 283 Nh 3n ( 280 Nh) 20 fb DNS
237 Np 48 Ca 285 Nh 3n ( 282 Nh) 0,4 pb DNS
244 Pu 41 K 285 Nh 3n ( 282 Nh) 42,2 fb DNS
250 cm 37 Cl 287 Nh 4n ( 283 Nh) 0,594 pb DNS
248 cm 37 Cl 285 Nh 3n ( 282 Nh) 0,26 pb DNS

Referências