鿔的同位素

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鿔的同位素

图表

符号	Z	N	同位素质量（u） ^{[n 1]}^{[n 2]}	半衰期 ^{[n 2]}	衰变方式	衰变产物	原子核自旋^{[n 1]}
符号	激发能量^{[n 2]}			半衰期 ^{[n 2]}	衰变方式	衰变产物	原子核自旋^{[n 1]}
²⁷⁷Cn	112	165	277.16364(15)#	1.1(7) ms [0.69(+69−24) ms]	α	²⁷³Ds	3/2+#
²⁸¹Cn	112	169	281.16975(42)#	130 ms^[3]	α	²⁷⁷Ds	3/2+#
²⁸²Cn	112	170	282.1705(7)#	0.8 ms	SF	(various)	0+
²⁸³Cn	112	171	283.17327(65)#	4 s	α (90%)	²⁷⁹Ds
²⁸³Cn	112	171	283.17327(65)#	4 s	SF (10%)	(various)
^283mCn^{[n 3]}				5 min	SF	(various)
²⁸⁴Cn	112	172	284.17416(91)#	97 ms	SF	(various)	0+
²⁸⁵Cn	112	173	285.17712(60)#	29 s	α	²⁸¹Ds	5/2+#
^285mCn^{[n 3]}				8.9 min	α	^281mDs

^ ^1.0 ^1.1 画上#号的数据代表没有经过实验的证明，仅为理论推测。
^ ^2.0 ^2.1 ^2.2 用括号括起来的数据代表不确定性。
^ ^3.0 ^3.1 这个同位素未被确认

核合成

诸如鿔等超重元素都是在粒子加速器中用离子轰击轻元素，诱导核聚变反应而产生的。大部分鿔的同位素可用这种方式直接合成，但一些较重的则只发现于更重元素的衰变产物中。^[4]

核聚变反应根据所涉及的能量被分为“热聚变”和“冷聚变”。在热核聚变反应中，高能量的轻离子加速撞向质量高的目标体（多数用锕系元素），从而产生高激发能（约40至50 MeV）的复核，并可能释放3至5个中子。^[4]在冷聚变反应中，产生的原子核激发能（约10至20 MeV）相对较低，这降低了发生裂变反应的概率。原子核冷却到基态时，只释放一个或两个中子，因此产物的中子数可较高。^[5]此处所说的冷聚变反应有别于在室温条件下发生的核聚变反应（见冷聚变）。^[6]

冷聚变

1996年重离子研究所首次进行合成鿔的冷核聚变反应，并报告检测到两个²⁷⁷Cn的衰变链。

$\,_{30}^{70}\mathrm {Zn} +\,_{82}^{208}\mathrm {Pb} \,\to \,_{112}^{277}\mathrm {Cn} +\;_{0}^{1}\mathrm {n} \;$

2000年，他们撤回了这项发现。在2000年重复进行的反应中，他们又合成了一个鿔原子。他们在2002年试图测量1n激发能时，因⁷⁰Zn束失败而未能取得结果。日本理化学研究所于2004年证实了²⁷⁷Cn的发现。他们进一步发现了两个²⁷⁷Cn原子，并确认了整个衰变链的衰变数据。

²⁷⁷Cn合成成功后，重离子研究所在1997年使用⁶⁸Zn进行了反应，以研究同位旋（富含中子）对化学产量的影响。

$\,_{30}^{68}\mathrm {Zn} +\,_{82}^{208}\mathrm {Pb} \,\to \,_{112}^{275}\mathrm {Cn} +\;_{0}^{1}\mathrm {n} \;$

科学家发现，用⁶²Ni和⁶⁴Ni离子合成𫟼同位素时能提高产量，因此开启了这项实验。由于没有检测到²⁷⁵Cn的衰变链，所以截面限制在1.2 pb。

1990年，一些初步迹象显示，用能量为几个GeV的质子照射钨目标体后，形成了鿔的同位素。重离子研究所和耶路撒冷大学因此合作研究了下列反应。

$\,_{74}^{184}\mathrm {W} +\,_{38}^{88}\mathrm {Sr} \,\to \,_{112}^{271}\mathrm {Cn} +\;_{0}^{1}\mathrm {n} \;$

他们探测到一些自发裂变活动和12.5 MeV能量的α衰变，并将两者的源头指向辐射俘获产物²⁷²Cn或1n蒸发残留物²⁷¹Cn。要证实这些结论，需要进行更多的研究。

热聚变

1998年，俄罗斯杜布纳Flerov核研究实验室（FLNR）开始了一个研究项目：使用钙-48核的热聚变反应来合成超重元素。1998年3月，他们声称已经达到以下反应：

$\,_{92}^{238}\mathrm {U} +\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} \,\to \,_{112}^{286-x}\mathrm {Cn} +\;_{0}^{x}\mathrm {n} \;$ (x=3,4)

新合成的²⁸³Cn自发裂变成较轻的核素，半衰期约为5分钟。^[7]

该产物的半衰期足够长，所以科学家首次开始针对鿔进行化学气态实验。2000年，杜布纳的Yuri Yukashev重复实验，但未能证实任何半衰期为5分钟的自发裂变。2001年重复的实验中，自发裂变产生的八块碎片积累于低温部分，这表明鿔具有类似氡的属性。不过，现在有些科学家高度怀疑这些结果的由来。为了确认鿔的合成，同一个团队在2003年1月成功地重复了反应，证实了衰变模式和半衰期。他们还能够计算出自发裂变活动质量的估值，约为285。这有助证实该同位素的发现。^[8]

美国劳伦斯伯克利国家实验室团队在2002年进行反应时无法检测到任何自发裂变，计算的截面限制在1.6 pb。^[9]

2003至2004年，杜布纳的团队使用了“杜布纳天然气填充反冲分离器”（DGFRS）重复进行了反应。这一次，²⁸³Cn以9.53 MeV进行α衰变，半衰期约为4分钟。研究人员也在4n通道中观察到²⁸²Cn（释放出4个中子）。^[9]

2003年，德国重离子研究所也参与寻找长度为5分钟的自发裂变活动。和杜布纳团队的结果相似，他们也能够在低温部分探测到七块自发裂变碎片。然而，这些自发裂变事件之间并无关联，因此不是鿔原子核直接自发裂变产生的。这使科学家质疑鿔的化学特性是否真的和氡相似。^[10]在杜布纳团队公布²⁸³Cn的不同衰变属性后，重离子研究所团队在2004年9月重复进行实验。他们无法检测到任何自发裂变事件，并计算出检测一个事件的截面限制，约为1.6 pb。

2005年5月，重离子研究所进行了物理实验，探测到单个²⁸³Cn原子进行了短半衰期的自发裂变，这意味著存在未知的自发裂变分支。^[11]然而，杜布纳一开始已观察到数次直接的自发裂变事件，但他们假定没有探测到母核的α衰变。这些结果表明实际并不存在这个母核的α衰变事件。

2006年，保罗谢尔研究所和Flerov核研究实验室联合进行实验，以研究鿔的化学性质。实验证实了²⁸³Cn的新衰变数据。他们在²⁸⁷Fl的衰变产物中观测到两个²⁸³Cn原子。实验表明，鿔具有12族典型的属性，是化学性质不稳定的金属。

重离子研究所的小组在2007年1月成功地重现了他们的物理实验，并检测到三个²⁸³Cn原子，终于确认了²⁸³Cn的确是经α衰变和自发裂变的。^[2]

长度为5分钟的自发裂变活动至今尚待证实。它可能源自一种同核异构体：^283bCn。其产量收到了具体生产方式的影响。

$\,_{92}^{233}\mathrm {U} +\,_{20}^{48}\mathrm {Ca} \,\to \,_{112}^{281-x}\mathrm {Cn} +\;_{0}^{x}\mathrm {n} \;$

Flerov核研究实验室小组于2004年研究了这个反应。他们无法检测到任何鿔原子，计算的截面限制为0.6 pb。该小组认为，这表明中子质量数会影响复核的蒸发残渣的产量。

衰变产物

蒸发残留	观测到的鿔同位素
²⁸⁵Fl	²⁸¹Cn^[12]
²⁹⁴Og, ²⁹⁰Lv, ²⁸⁶Fl	²⁸²Cn^[13]
²⁹¹Lv, ²⁸⁷Fl	²⁸³Cn^[14]
²⁹²Lv, ²⁸⁸Fl	²⁸⁴Cn^[15]
²⁹³Lv, ²⁸⁹Fl	²⁸⁵Cn^[16]

科学家也曾在𫓧的衰变产物中观察到鿔。𫓧目前有五种已知的同位素，全都会经α衰变成为鿔原子，质量数介乎281至285。其中质量数281、284和285的鿔同位素迄今只出现在𫓧的衰变产物中。𫓧本身也是𫟷或鿫的衰变产物。至今已知的其他元素都不会衰变成鿔。

例如，2006年5月，杜布纳小组（联合核研究所）确定²⁸²Cn是鿫的α衰变链的最终产物。该产物经过自发裂变成为较轻的核素。^[13]

$\,_{118}^{294}\mathrm {Og} \,\to \,_{116}^{290}\mathrm {Lv} +\;_{2}^{4}\mathrm {He} \;$

$\,_{116}^{290}\mathrm {Lv} \,\to \,_{114}^{286}\mathrm {Fl} +\;_{2}^{4}\mathrm {He} \;$

$\,_{114}^{286}\mathrm {Fl} \,\to \,_{112}^{282}\mathrm {Cn} +\;_{2}^{4}\mathrm {He} \;$

于1999年科学家声称合成了²⁹³Og，报告指出²⁸¹Cn以10.68MeV能量进行α衰变，半衰期为0.9毫秒。^[17]报告在2001年遭撤回。²⁸¹Cn终于在2010年被合成，其衰变特性不符合此前的数据。^[12]

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参考文献

^ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Ibadullayev, D.; et al. Investigation of ⁴⁸Ca-induced reactions with ²⁴²Pu and ²³⁸U targets at the JINR Superheavy Element Factory. Physical Review C. 2022, 106 (24612). Bibcode:2022PhRvC.106b4612O. doi:10.1103/PhysRevC.106.024612.
^ ^2.0 ^2.1 S. Hofmann; et al. The reaction ⁴⁸Ca + ²³⁸U -> ²⁸⁶112* studied at the GSI-SHIP. Eur. Phys. J. A. 2007, 32 (3): 251–260. Bibcode:2007EPJA...32..251H. doi:10.1140/epja/i2007-10373-x.
^ V. K. Utyonkov. Synthesis of superheavy nuclei at limits of stability: ^239,240Pu + ⁴⁸Ca and ^249-251Cf + ⁴⁸Ca reactions (PDF). Super Heavy Nuclei International Symposium, Texas A & M University, College Station TX, USA. March 31 – April 2, 2015 [2015-11-16]. （原始内容 (PDF)存档于2015-06-06）.
^ ^4.0 ^4.1 Barber, Robert C.; Gäggeler, Heinz W.; Karol, Paul J.; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich. Discovery of the element with atomic number 112 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2009, 81 (7): 1331. doi:10.1351/PAC-REP-08-03-05.
^ Armbruster, Peter & Munzenberg, Gottfried. Creating superheavy elements. Scientific American. 1989, 34: 36–42.
^ Martin Fleischmann. Electrochemically induced nuclear fusion of deuterium. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. 10 April 1989, 261 (2): 301–308. doi:10.1016/0022-0728(89)80006-3.
^ Oganessian; Yeremin, A.V.; Gulbekian, G.G.; Bogomolov, S.L.; Chepigin, V.I.; Gikal, B.N.; Gorshkov, V.A.; Itkis, M.G.; Kabachenko, A.P.; et al. Search for new isotopes of element 112 by irradiation of ²³⁸U with ⁴⁸Ca. Eur. Phys. J. A. 1999, 5 (1): 63–68. Bibcode:1999EPJA....5...63O. doi:10.1007/s100500050257.
^ Yu Ts Oganessian; et al. Second Experiment at VASSILISSA separator on the synthesis of the element 112. Eur. Phys. J. A. 2004, 19 (1): 3–6. Bibcode:2004EPJA...19....3O. doi:10.1140/epja/i2003-10113-4.
^ ^9.0 ^9.1 W. Loveland, K. E. Gregorich, J. B. Patin, D. Peterson, C. Rouki, P. M. Zielinski, and K. Aleklett. Search for the production of element 112 in the ⁴⁸Ca+²³⁸U reaction. Phys. Rev. C. 2002, 66 (4): 044617. Bibcode:2002PhRvC..66d4617L. arXiv:nucl-ex/0206018 . doi:10.1103/PhysRevC.66.044617.
^ S. Soverna. Indication for a gaseous element 112 (PDF) 2003. GSI Scientific Report: 187. 2003. （原始内容 (PDF)存档于2007-03-29）.
^ S. Hofmann; et al. Search for Element 112 Using the Hot Fusion Reaction ⁴⁸Ca + ²³⁸U (PDF) 2005. GSI Scientific Report: 191. 2005. （原始内容 (PDF)存档于2012-03-03）.
^ ^12.0 ^12.1 Public Affairs Department. Six New Isotopes of the Superheavy Elements Discovered: Moving Closer to Understanding the Island of Stability. Berkeley Lab. October 26, 2010 [April 25, 2011]. （原始内容存档于2021-07-05）.
^ ^13.0 ^13.1 Oganessian, Yu. Ts.; et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the ²⁴⁹Cf and ²⁴⁵Cm+⁴⁸Ca fusion reactions. Physical Review C. 2006, 74 (4): 044602. Bibcode:2006PhRvC..74d4602O. doi:10.1103/PhysRevC.74.044602.
^ Yeremin, A. V.; Oganessian, Yu. Ts.; Popeko, A. G.; Bogomolov, S. L.; Buklanov, G. V.; Chelnokov, M. L.; Chepigin, V. I.; Gikal, B. N.; Gorshkov, V. A. Synthesis of nuclei of the superheavy element 114 in reactions induced by ⁴⁸Ca. Nature. 1999, 400 (6741): 242. Bibcode:1999Natur.400..242O. doi:10.1038/22281.
^ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Gulbekian, G.; Bogomolov, S. Synthesis of superheavy nuclei in the ⁴⁸Ca+²⁴⁴Pu reaction: ²⁸⁸114. Physical Review C. 2000, 62 (4): 041604. Bibcode:2000PhRvC..62d1604O. doi:10.1103/PhysRevC.62.041604.
^ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Gulbekian, G.; Bogomolov, S. Measurements of cross sections for the fusion-evaporation reactions ²⁴⁴Pu(⁴⁸Ca,xn)^292−x114 and ²⁴⁵Cm(⁴⁸Ca,xn)^293−x116. Physical Review C. 2004, 69 (5): 054607. Bibcode:2004PhRvC..69e4607O. doi:10.1103/PhysRevC.69.054607.
^ Ninov, Viktor; et al. Observation of Superheavy Nuclei Produced in the Reaction of 86
Kr
with 208
Pb
. Physical Review Letters. 1999, 83 (6): 1104–1107. Bibcode:1999PhRvL..83.1104N. doi:10.1103/PhysRevLett.83.1104. （已撤稿)

Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
- Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties （页面存档备份，存于互联网档案馆），Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database （页面存档备份，存于互联网档案馆） (retrieved Sept. 2005).
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.

[hash-3] 1.0 ^1.1 画上#号的数据代表没有经过实验的证明，仅为理论推测。

[brackets-4] 2.0 ^2.1 ^2.2 用括号括起来的数据代表不确定性。

[ui-6] 3.0 ^3.1 这个同位素未被确认

[PuCa2022-1] Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Ibadullayev, D.; et al. Investigation of ⁴⁸Ca-induced reactions with ²⁴²Pu and ²³⁸U targets at the JINR Superheavy Element Factory. Physical Review C. 2022, 106 (24612). Bibcode:2022PhRvC.106b4612O. doi:10.1103/PhysRevC.106.024612.

[:0-2] 2.0 ^2.1 S. Hofmann; et al. The reaction ⁴⁸Ca + ²³⁸U -> ²⁸⁶112* studied at the GSI-SHIP. Eur. Phys. J. A. 2007, 32 (3): 251–260. Bibcode:2007EPJA...32..251H. doi:10.1140/epja/i2007-10373-x.

[5] V. K. Utyonkov. Synthesis of superheavy nuclei at limits of stability: ^239,240Pu + ⁴⁸Ca and ^249-251Cf + ⁴⁸Ca reactions (PDF). Super Heavy Nuclei International Symposium, Texas A & M University, College Station TX, USA. March 31 – April 2, 2015 [2015-11-16]. （原始内容 (PDF)存档于2015-06-06）.

[fusion-7] 4.0 ^4.1 Barber, Robert C.; Gäggeler, Heinz W.; Karol, Paul J.; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich. Discovery of the element with atomic number 112 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2009, 81 (7): 1331. doi:10.1351/PAC-REP-08-03-05.

[AM89-8] Armbruster, Peter & Munzenberg, Gottfried. Creating superheavy elements. Scientific American. 1989, 34: 36–42.

[9] Martin Fleischmann. Electrochemically induced nuclear fusion of deuterium. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. 10 April 1989, 261 (2): 301–308. doi:10.1016/0022-0728(89)80006-3.

[10] Oganessian; Yeremin, A.V.; Gulbekian, G.G.; Bogomolov, S.L.; Chepigin, V.I.; Gikal, B.N.; Gorshkov, V.A.; Itkis, M.G.; Kabachenko, A.P.; et al. Search for new isotopes of element 112 by irradiation of ²³⁸U with ⁴⁸Ca. Eur. Phys. J. A. 1999, 5 (1): 63–68. Bibcode:1999EPJA....5...63O. doi:10.1007/s100500050257.

[11] Yu Ts Oganessian; et al. Second Experiment at VASSILISSA separator on the synthesis of the element 112. Eur. Phys. J. A. 2004, 19 (1): 3–6. Bibcode:2004EPJA...19....3O. doi:10.1140/epja/i2003-10113-4.

[#1-12] 9.0 ^9.1 W. Loveland, K. E. Gregorich, J. B. Patin, D. Peterson, C. Rouki, P. M. Zielinski, and K. Aleklett. Search for the production of element 112 in the ⁴⁸Ca+²³⁸U reaction. Phys. Rev. C. 2002, 66 (4): 044617. Bibcode:2002PhRvC..66d4617L. arXiv:nucl-ex/0206018 . doi:10.1103/PhysRevC.66.044617.

[13] S. Soverna. Indication for a gaseous element 112 (PDF) 2003. GSI Scientific Report: 187. 2003. （原始内容 (PDF)存档于2007-03-29）.

[14] S. Hofmann; et al. Search for Element 112 Using the Hot Fusion Reaction ⁴⁸Ca + ²³⁸U (PDF) 2005. GSI Scientific Report: 191. 2005. （原始内容 (PDF)存档于2012-03-03）.

[281Cn-15] 12.0 ^12.1 Public Affairs Department. Six New Isotopes of the Superheavy Elements Discovered: Moving Closer to Understanding the Island of Stability. Berkeley Lab. October 26, 2010 [April 25, 2011]. （原始内容存档于2021-07-05）.

[282Cn-16] 13.0 ^13.1 Oganessian, Yu. Ts.; et al. Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the ²⁴⁹Cf and ²⁴⁵Cm+⁴⁸Ca fusion reactions. Physical Review C. 2006, 74 (4): 044602. Bibcode:2006PhRvC..74d4602O. doi:10.1103/PhysRevC.74.044602.

[283Cn-17] Yeremin, A. V.; Oganessian, Yu. Ts.; Popeko, A. G.; Bogomolov, S. L.; Buklanov, G. V.; Chelnokov, M. L.; Chepigin, V. I.; Gikal, B. N.; Gorshkov, V. A. Synthesis of nuclei of the superheavy element 114 in reactions induced by ⁴⁸Ca. Nature. 1999, 400 (6741): 242. Bibcode:1999Natur.400..242O. doi:10.1038/22281.

[284Cn-18] Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Gulbekian, G.; Bogomolov, S. Synthesis of superheavy nuclei in the ⁴⁸Ca+²⁴⁴Pu reaction: ²⁸⁸114. Physical Review C. 2000, 62 (4): 041604. Bibcode:2000PhRvC..62d1604O. doi:10.1103/PhysRevC.62.041604.

[04Og01-19] Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Gulbekian, G.; Bogomolov, S. Measurements of cross sections for the fusion-evaporation reactions ²⁴⁴Pu(⁴⁸Ca,xn)^292−x114 and ²⁴⁵Cm(⁴⁸Ca,xn)^293−x116. Physical Review C. 2004, 69 (5): 054607. Bibcode:2004PhRvC..69e4607O. doi:10.1103/PhysRevC.69.054607.

[20] Ninov, Viktor; et al. Observation of Superheavy Nuclei Produced in the Reaction of 86
Kr
with 208
Pb
. Physical Review Letters. 1999, 83 (6): 1104–1107. Bibcode:1999PhRvL..83.1104N. doi:10.1103/PhysRevLett.83.1104. （已撤稿)

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[2]

[n 1]

[n 2]

[3]

[n 3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

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[14]

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