𨨏的同位素

𨨏(107Bh)是一种人造元素。和其它人造元素一样,𨨏没有稳定同位素。第一个被人工合成的𨨏同位素是1981年合成的262Bh。目前一共发现了11种𨨏的同位素和1个同核异构体,其中最稳定的是半衰期2.4分钟的270Bh,但未确认的278Bh可能会有更长的11.5分钟半衰期。

圖表
|-
| 260Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 153
| 260.12166(26)#
| 41(14) ms
|
| 256Db
|
|-
| rowspan=2|261Bh
| rowspan=2 style="text-align:right" | 107
| rowspan=2 style="text-align:right" | 154
| rowspan=2|261.12146(22)#
| rowspan=2|12.8(3.2) ms
| (95%?)
| 257Db
| rowspan=2|(5/2−)
|-
| SF (5%?)
| (various)
|-
| rowspan=2|262Bh
| rowspan=2 style="text-align:right" | 107
| rowspan=2 style="text-align:right" | 155
| rowspan=2|262.12297(33)#
| rowspan=2|84(11) ms
| (80%)
| 258Db
| rowspan=2|
|-
| SF (20%)
| (various)
|-
| rowspan=2 style="text-indent:1em" | 262mBh
| rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 220(50) keV
| rowspan=2|9.5(1.6) ms
| (70%)
| 258Db
| rowspan=2|
|-
| SF (30%)
| (various)

|-
| rowspan=2|264Bh
| rowspan=2 style="text-align:right" | 107
| rowspan=2 style="text-align:right" | 157
| rowspan=2|264.12459(19)#
| rowspan=2|1.07(21) s
| (86%)
| 260Db
| rowspan=2|
|-
| SF (14%)
| (various)
|-
| 265Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 158
| 265.12491(25)#
| 1.19(52) s
|
| 261Db
|
|-
| 266Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 159
| 266.12679(18)#
| 2.5(1.6) s
|
| 262Db
|
|-
| 267Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 160
| 267.12750(28)#
| 22(10) s
[17(+14−6) s]
|
| 263Db
|

|-
| 270Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 163
| 270.13336(31)#
| 3.8(3.0) min
|
| 266Db
|
|-
| 271Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 164
| 271.13526(48)#
| 1.5 s
|
| 267Db
|
|-
| 272Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 165
| 272.13826(58)#
| 8.8(2.1) s
|
| 268Db
|
|-
| 274Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 167
| 274.14355(65)#
|
|
| 270Db
|
|}

在冷核聚變反應中,聚變所產生的複核有著低激發能(約10至20 MeV),因此這些產物的裂變可能性較低。複核冷卻至基態時,會只射出1到2顆中子,因此產物的含中子量更高。冷核聚變一詞在此指的不是在室溫下發生的核聚變反應(見冷核聚變)。

冷核聚變
在1981年重離子研究所團隊成功合成𨨏之前,杜布納聯合核研究所的科學家曾於1976年嘗試進行冷核聚變合成𨨏。他們探測到兩次自發裂變事件,半衰期分別為1至2毫秒和5秒。根據別的冷核聚變反應推斷,兩次裂變分別來自於261Bh和257Db。不過,之後的證據降低了261Bh的自發裂變支鏈,因此事件指定為𨨏的確定性也大大降低。指定為𨧀的裂變事件之後改為指向258Db,而2毫秒長的自發裂變事件則指定為258Rf的33%電子捕獲支鏈。1987年,來自杜布納的內部報告指出,其團隊曾經直接探測到261Bh的自發裂變。重離子研究所團隊又在1989年進一步研究這條反應,並在測量1n和2n時,發現了新同位素261Bh,但是並沒有探測到261Bh的自發裂變支鏈。2003年,他們利用新製造的三氟化鉍(BiF3)目標繼續進行研究,並取得更多有關262Bh及其衰變產物258Db的數據。2005年,由於質疑此前數據的準確性,位於勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)的團隊重新測量了1n激發函數。他們觀測到18個262Bh原子和3個261Bh原子,並證實了262Bh的兩個同核異構體。

2007年,LBNL的團隊研究了類似的反應,首次使用鉻-52發射體尋找最輕的𨨏同位素260Bh:

: + → +

研究人員成功探測到8個260Bh原子,它們經過α衰變形成256Db,期間放射的α粒子能量為10.16 MeV。這種能量顯示N=152的閉核持續有著穩定的作用。

杜布納的團隊在1976年在一系列利用冷核聚變產生新元素的實驗中,研究了鉛-208目標和錳-55發射體之間的反應:

: + → +

他們觀測到與鉍-209和鉻-54之間反應相同的自發裂變事件,並同樣指向261Bh和257Db。之後的證據表示事件應該改為指向258Db和258Rf(見上)。1983年,他們重新進行實驗,並用到新的方法:測量經化學分離出的衰變產物的α衰變。研究人員探測到來自衰變產物262Bh的α衰變,加強證實𨨏原子核的成功合成。

熱核聚變
勞倫斯伯克利國家實驗室首次於2006年研究了鈾-238目標與磷-31發射體之間的反應。

: + → + 5

實驗結果還沒有被發佈,但初步結果似乎表明可能來自264Bh的自發裂變。

位於中國蘭州(IMP)研究了鋂-243目標與鎂-26發射體之間的反應,以合成新的同位素265Bh,以及蒐集有關266Bh的更多數據:

: + → + x (x = 3, 4, 5)

研究人員進行了兩組實驗,並測量了釋放3、4或5顆中子的部分激發函數。

日本理化學研究所的團隊首次於2008年研究了鋦-248目標和鈉-23之間的反應,以瞭解266Bh的衰變屬性。該同位素是他們所聲稱的鉨衰變鏈中的產物:

: + → + x (x = 4, 5)

同位素266Bh進行α衰變,能量為9.05至9.23 MeV。這項結果在2010年得到進一步證實。

首次利用熱核聚變嘗試合成𨨏的實驗是在1979年由杜布納的團隊進行的。他們使用氖-22發射體和錇-249目標:

: + → + x (x = 4, 5)

該反應在1983年得到重復,與首次一樣,研究團隊並沒有探測到任何來自𨨏原子核的自發裂變。更近期的實驗利用熱核聚變合成高中子數的穩定的𨨏同位素,從而首次開始對𨨏進行化學研究。1999年,勞倫斯伯克利國家實驗室的團隊聲稱發現了長半衰期的267Bh(5個原子)和266Bh(1個原子)同位素。兩者之後都得到了證實。位於瑞士伯爾尼的(PSI)其後在第一次實際研究𨨏的化學特性時,又合成了6個267Bh原子。

作為衰變產物
𨨏也在更高原子序的元素衰變時作為產物被發現。䥑是其中一種這樣的元素,它共有7個已知的同位素,全部都進行α衰變,形成𨨏原子核,質量數從262到274不等。䥑本身也可以是錀、鉨、鏌或鿬的衰變產物。至今發現的元素當中,除以上的之外沒有別的可以衰變成𨨏。例如在2010年1月,杜布纳的研究团队通过Ts的α衰变链发现了𨨏-274:

: → +
: → +
: → +
: → +
: → +

参考文獻

** 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.

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