Изотопы оганесона

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Обнаруженные цепочки альфа-распадов, начавшихся с образования 294Og и завершившихся спонтанным делением дочернего ядра

Изото́пы оганесо́на — разновидности атомов (и ядер) химического элемента оганесона, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. В природе ни один из его изотопов не обнаружен. Один из изотопов, 294Og, получен в ходе эксперимента, который проводился тремя циклами в феврале-июне 2002, феврале-марте 2005 и мае-июне 2005 года группой физиков под руководством Юрия Оганесяна в ОИЯИ (Дубна, Россия) совместно с физиками из Ливерморской национальной лаборатории. Ядра кальция-48 (в общей сложности 4,1·1019 ионов), разогнанные на ускорителе тяжёлых ионов до энергии около 30 МэВ, попадали на тонкую мишень из калифорния-249. Оганесон-294 образовывался в следующей реакции (её сечение очень мало: 0,5+1,6
−0,3 пикобарн):


Были обнаружены три ядра 294Og путём детектирования цепочки альфа-распадов, завершившейся спонтанным делением. Кроме того, было обнаружено одно событие спонтанного деления с кинетической энергией фрагментов 223 МэВ через 3,16 мс после образования ядра. Это событие может быть прямым распадом ядра оганесона-294. Однако ввиду малой статистической значимости оно позволяет лишь установить верхнее ограничение на относительную вероятность данной моды распада 294Og (не более 50 %)[1][2].

В общей сложности были синтезированы пять ядер изотопа 294Og в четырёх различных экспериментах в 2002—2018 гг. с использованием трёх разных материалов мишени (249Cf, 249Bk и смесь изотопов калифорния с А=249...252); во всех удачных экспериментах использовался пучок ядер 48Ca[3].

Для двух других изотопов (293Og и 295Og) выполнены лишь теоретические расчёты свойств, хотя в 1999 году появилось сообщение[4] о синтезе 293Og по реакции холодного слияния свинца-208 и криптона-86:

;

эта работа оказалась основанной на результатах, сфальсифицированных одним из авторов, и была отозвана[5].

Ядерные изомерные состояния у изотопов оганесона на 2020 год не обнаружены[6].

Моды распада

Все три исследованных экспериментально и теоретически изотопа оганесона нестабильны по отношению к альфа-распаду; альфа-активность подтверждена экспериментально для 294Og (с периодом полураспада 700 микросекунд). Все они являются нейтронодефицитными ядрами и, следовательно, также должны испытывать электронный захват и β+-распад (последний кинематически разрешён при доступной энергии распада Qβ выше 1,022 МэВ, что выполняется, согласно расчётам, как минимум для 293Og и 294Og; таким образом, обе указанные моды бета-распада, е-захват и позитронный распад, для этих нуклидов должны конкурировать). Наконец, как и у всех сверхтяжёлых ядер, среди мод распада должно присутствовать спонтанное деление[7]; возможно, оно было зарегистрировано для 294Og[2].

Хотя время жизни изотопов оганесона с массовым числом 293, 294 и 295 мало́, более тяжёлые изотопы могут быть более стабильны. Для нуклида с числом нейтронов N=198 (оганесон-316) предсказано время жизни по отношению к альфа-распаду, достигающее 1019 секунд (3·1011 лет), что позволило бы ему сохраниться в природе с момента нуклеосинтеза при условии отсутствия у него других мод радиоактивного распада с существенно более коротким временем жизни[8].

Таблица изотопов оганесона

Символ
нуклида		Z(p) N(n) Масса изотопа[7]
(а. е. м.) 		Период
полураспада[6]
(T1/2) 		Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[6]
293Og 118 175 293,21342(76)# 1# мс α? 289Lv? ?
294Og 118 176 294,21398(59)# 0,7(3) мс α 290Lv 0+
СД? (разные)
295Og 118 177 295,21618(70)# 0,68(54) с α 291Lv ?

Пояснения к таблице

  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или его чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

  1. ↑ Oganessian Yu. T. Synthesis and decay properties of superheavy elements (англ.) // Pure Appl. Chem.. — 2006. — Vol. 78, no. 5. — P. 889—904. — doi:10.1351/pac200678050889.
  2. ↑ 1 2 Oganessian Yu. Ts. et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions (англ.) // Physical Review C. — 2006. — Vol. 74. — P. 044602. — doi:10.1103/PhysRevC.74.044602. — Bibcode: 2006PhRvC..74d4602O. Архивировано 13 сентября 2019 года.
  3. ↑ Brewer N. T. et al. Search for the heaviest atomic nuclei among the products from reactions of mixed-Cf with a 48Ca beam (англ.) // Physical Review C. — 2018. — Vol. 98, no. 2. — P. 024317-1—024317-10. — ISSN 2469-9985. — doi:10.1103/PhysRevC.98.024317. [исправить]
  4. ↑ Ninov V. et al. Observation of Superheavy Nuclei Produced in the Reaction of 86Kr with 208Pb (англ.) // Physical Review Letters. — 1999. — Vol. 83. — P. 1104—1107.
  5. ↑ Public Affairs Department. Results of element 118 experiment retracted (англ.). Berkeley Lab (21 июля 2001). Дата обращения: 21 июня 2017. Архивировано из оригинала 26 августа 2011 года.
  6. ↑ 1 2 3 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.Открытый доступ
  7. ↑ 1 2 Данные приведены по Huang W. J., Meng Wang, Kondev F. G., Audi G., Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data, and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 43, iss. 3. — P. 030002-1—030002-342. — doi:10.1088/1674-1137/abddb0.
  8. ↑ Duarte S B, Tavares O A P, Gonçalves M, Rodríguez O, Guzmán F, Barbosa T N, García F, Dimarco A. Half-life predictions for decay modes of superheavy nuclei // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. — 2004. — 21 сентября (т. 30, № 10). — С. 1487—1494. — ISSN 0954-3899. — doi:10.1088/0954-3899/30/10/014. [исправить]