鎶的同位素

鎶的同位素

圖表
|-
| 277Cn
| 112
| 165
| 277.16364(15)#
| 1.1(7) ms
[0.69(+69−24) ms]
|
| 273Ds
| 3/2+#
|-
| 281Cn
| 112
| 169
| 281.16975(42)#
| 130 ms
|
| 277Ds
| 3/2+#
|-
| 282Cn
| 112
| 170
| 282.1705(7)#
| 0.8 ms
| SF
| (various)
| 0+
|-
| rowspan=2|283Cn
| rowspan=2|112
| rowspan=2|171
| rowspan=2|283.17327(65)#
| rowspan=2|4 s
| (90%)
| 279Ds
| rowspan=2|
|-
| SF (10%)
| (various)
|-
| style="text-indent:1em" | 283mCn
| colspan="3" style="text-indent:2em" |
| 5 min
| SF
| (various)
|
|-
| 284Cn
| 112
| 172
| 284.17416(91)#
| 97 ms
| SF
| (various)
| 0+
|-
| 285Cn
| 112
| 173
| 285.17712(60)#
| 29 s
|
| 281Ds
| 5/2+#
|-
| style="text-indent:1em" | 285mCn

核聚變反應根據所涉及的能量被分為“熱聚變”和“冷聚變”。在熱核聚變反應中，高能量的輕離子加速撞向質量高的目標體（多數用錒系元素），從而產生高激發能（約40至50 MeV）的複核，並可能釋放3至5個中子。此處所說的冷聚變反應有別於在室溫條件下發生的核聚變反應（見冷聚變）。

冷聚變
1996年重离子研究所首次進行合成鎶的冷核聚變反應，并報告檢測到兩個277Cn的衰變鏈。

\,^{70}_{30}\mathrm{Zn} + \,^{208}_{82}\mathrm{Pb} \, \to \,^{277}_{112}\mathrm{Cn} + \; ^1_0\mathrm{n} \;

2000年，他們撤回了這項發現。在2000年重複進行的反應中，他們又合成了一個鎶原子。他們在2002年試圖測量1n激發能時，因70Zn束失敗而未能取得結果。日本理化學研究所於2004年證實了277Cn的發現。他們進一步發現了兩個277Cn原子，並確認了整個衰變鏈的衰變數據。

277Cn合成成功後，重离子研究所在1997年使用68Zn進行了反應，以研究同位旋（富含中子）對化學產量的影響。

\,^{68}_{30}\mathrm{Zn} + \,^{208}_{82}\mathrm{Pb} \, \to \,^{275}_{112}\mathrm{Cn} + \; ^1_0\mathrm{n} \;

科學家發現，用62Ni和64Ni離子合成鐽同位素時能提高產量，因此開啟了這項實驗。由於沒有檢測到275Cn的衰變鏈，所以截面限制在1.2 pb。

1990年，一些初步跡象顯示，用能量為幾個GeV的質子照射鎢目標體後，形成了鎶的同位素。重离子研究所和耶路撒冷大學因此合作研究了下列反應。

\,^{184}_{74}\mathrm{W} + \,^{88}_{38}\mathrm{Sr} \, \to \,^{271}_{112}\mathrm{Cn} + \; ^1_0\mathrm{n} \;

他們探測到一些自發裂變活動和12.5 MeV能量的α衰變，並將兩者的源頭指向輻射俘獲產物272Cn或1n蒸發殘留物271Cn。要證實這些結論，需要進行更多的研究。

熱聚變
1998年，俄羅斯杜布納Flerov核研究實驗室（FLNR）開始了一個研究項目：使用鈣-48核的熱聚變反應來合成超重元素。1998年3月，他們聲稱已經達到以下反應：

\,^{238}_{92}\mathrm{U} + \,^{48}_{20}\mathrm{Ca} \, \to \,^{286-x}_{112}\mathrm{Cn} + \; ^x_0\mathrm{n} \; (x=3,4)

新合成的283Cn自發裂變成較輕的核素，半衰期約為5分鐘。

該產物的半衰期足夠長，所以科學家首次開始針對鎶進行化學氣態實驗。2000年，杜布納的Yuri Yukashev重復實驗，但未能證實任何半衰期為5分鐘的自發裂變。2001年重復的實驗中，自發裂變產生的八塊碎片積累於低溫部分，這表明鎶具有類似氡的屬性。不過，現在有些科學家高度懷疑這些結果的由來。為了確認鎶的合成，同一個團隊在2003年1月成功地重復了反應，證實了衰變模式和半衰期。他們還能夠計算出自發裂變活動質量的估值，約為285。這有助證實該同位素的發現。

美國勞倫斯伯克利國家實驗室團隊在2002年進行反應時無法檢測到任何自發裂變，計算的截面限制在1.6 pb。

2003至2004年，杜布納的團隊使用了「杜布納天然氣填充反沖分離器」（DGFRS）重復進行了反應。這一次，283Cn以9.53 MeV進行α衰變，半衰期約為4分鐘。研究人員也在4n通道中觀察到282Cn（釋放出4個中子）。在杜布納團隊公佈283Cn的不同衰變屬性後，重離子研究所團隊在2004年9月重復進行實驗。他們無法檢測到任何自發裂變事件，並計算出檢測一個事件的截面限制，約為1.6 pb。

2005年5月，重離子研究所進行了物理實驗，探測到單個283Cn原子進行了短半衰期的自發裂變，這意味著存在未知的自發裂變分支。然而，杜布納一開始已觀察到數次直接的自發裂變事件，但他們假定沒有探測到母核的α衰變。這些結果表明實際並不存在這個母核的α衰變事件。

2006年，保羅謝爾研究所和Flerov核研究實驗室聯合進行實驗，以研究鎶的化學性質。實驗證實了283Cn的新衰變數據。他們在287Fl的衰變產物中觀測到兩個283Cn原子。實驗表明，鎶具有12族典型的屬性，是化學性質不穩定的金屬。

重離子研究所的小組在2007年1月成功地重現了他們的物理實驗，並檢測到三個283Cn原子，終於確認了283Cn的確是經α衰變和自發裂變的。
|-
|294Og, 290Lv, 286Fl||282Cn
|-
|292Lv, 288Fl||284Cn
|-
|293Lv, 289Fl||285Cn
|}

科學家也曾在鈇的衰變產物中觀察到鎶。鈇目前有五種已知的同位素，全都會經α衰變成為鎶原子，質量數介乎281至285。其中質量數281、284和285的鎶同位素迄今只出現在鈇的衰變產物中。鈇本身也是鉝或鿫的衰變產物。至今已知的其他元素都不會衰變成鎶。

例如，2006年5月，杜布納小組（聯合核研究所）確定282Cn是鿫的α衰變鏈的最終產物。該產物經過自發裂變成為較輕的核素。

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

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

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

於1999年科學家聲稱合成了293Og，報告指出281Cn以10.68MeV能量進行α衰變，半衰期為0.9毫秒。報告在2001年遭撤回。281Cn終於在2010年被合成，其衰變特性不符合此前的數據。

参考文獻

• Isotope masses from [https://web.archive.org/web/20080923134436/http://www.nndc.bnl.gov/amdc/index.html 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. [http://amdc.in2p3.fr/web/nubase_en.html The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties] ，Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
** National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the [http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/ NuDat 2.1 database] (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.