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𨭎的同位素

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𨭎（釒喜）是人造元素，沒有穩定同位素。它最長壽的同位素是半衰期約9.8分鐘的267Sg及半衰期約5分鐘的269Sg。由於數據不足，無法確定哪個同位素更穩定。

主要的𨭎同位素
同位素 衰變
豐度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
（MeV） 		產物
265Sg 人造 9.2 秒 α 8.84[1] 261mRf
265mSg 人造 16.4 秒 α 8.69[1] 261Rf
267Sg[2] 人造 9.8 分鐘 α 8.40 263Rf
269Sg 人造 5 分鐘 α 8.58 265Rf
271Sg[3] 人造 31 秒 α 8.629 267Rf
SF — —
←Db（105） Bh（107）→

圖表

符號 Z N 同位素質量（u）
[n 1][n 2] 		半衰期[4]
[n 2] 		衰變
方式[4] 		衰變
產物
 原子核
自旋[4][n 1]
激發能量[n 1][n 2]
258Sg 106 152 258.11298(44)# 2.7(5) ms
[2.6+0.6
−0.4 ms] 		SF (various) 0+
259Sg 106 153 259.11440(13)# 402(56) ms α 255Rf (11/2−)
259mSg 87(22) keV 226(27) ms α (97%) 255Rf (1/2+)
SF (3%) (various)
260Sg 106 154 260.114384(22) 4.95(33) ms SF (71%) (various) 0+
α (29%) 256Rf
261Sg 106 155 261.115949(20) 183(5) ms α (98.1%) 257Rf (3/2+)
β+ (1.3%) 261Db
SF (0.6%) (various)
261mSg 100(50)# keV 9.3(18) µs
[9.0+2.0
−1.5 µs] 		IT 261Sg 7/2+#
262Sg 106 156 262.11634(4) 10.3(17) ms SF (92%) (various) 0+
α (8%)[5] 258Rf
262mSg 860(110) keV 9−#
263Sg 106 157 263.11829(10)# 0.94(14) s α (87%) 259Rf 3/2+#
SF (13%) (various)
263m1Sg 51(19) keV 0.42(10) s α 259Rf 7/2+#
263m2Sg 100(30) keV
264Sg 106 158 264.11893(30)# 78(25) ms
[68+32
−16 ms] 		SF (various) 0+
265Sg 106 159 265.12109(13)# 9.2(16) s α 261Rf 11/2−#
265mSg −10(160)# keV 16.4(24) s α 261Rf
266Sg[n 3] 106 160 266.12198(26)# 0.39(11) s SF (various) 0+
267Sg[n 4][6][2] 106 161 267.12436(30)# 9.8+11.3
−4.5 min 		α 263mRf 9/2#
267mSg[n 5][2] 110 keV# 100+92
−39 s 		SF (various) 1/2#
268Sg[n 6][7] 106 162 268.12539(50)# 13+17
−4 s 		SF (various) 0+
269Sg[n 7] 106 163 269.12863(39)# 5(2) min α 265Rf
271Sg[n 8][3] 106 165 271.13393(63)# 31+13
−7 s 		α (73%) 267Rf 3/2+#
SF (27%) (various)
  1. ^ 1.0 1.1 1.2 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 用括號括起來的數據代表不確定性。
  3. ^ Not directly synthesized, occurs as decay product of 270Hs
  4. ^ Not directly synthesized, occurs as decay product of 271Hs
  5. ^ Not directly synthesized, occurs as decay product of 275Ds
  6. ^ Not directly synthesized, occurs as decay product of 276Ds
  7. ^ Not directly synthesized, occurs in the decay chain of 285Fl
  8. ^ Not directly synthesized, occurs in the decay chain of 287Fl

核合成

冷核聚變

本節有關以冷核聚變反應合成𨭎原子核。這些過程在低激發能（約10至20 MeV，因而稱為「冷」核聚變）生成複核，裂變之後存活概率較高。處於激發狀態的原子核再衰變至基態，期間只發出一顆或兩顆中子。

208Pb(54Cr,xn)262-xSg (x=1,2,3)

位於前蘇聯杜布納聯合核研究所由格奧爾基·弗廖羅夫領導的團隊在1974年首次利用冷核聚變反應嘗試合成𨭎。他們宣佈製造出一次0.48秒長的自發裂變，並指向259Sg。根據後期證據，他們很可能當時探測到260Sg及其衰變產物256Rf兩者的衰變反應。The TWG的結論為，根據當時的證據不足以作出任何結論。[8]

該團隊在1983至1984年再次研究這條反應，並探測到5秒長的自發裂變，並直接指向260Sg。[8]

位於德國重離子研究所的團隊首次在1985年研究了這條反應。他們使用的是改進了的母子體衰變關係法，並探測到261Sg (x=1)和260Sg，以及測量到不完整的1n中子蒸發激發函數。 [9]

2000年12月，位於法國國家大型重離子加速器的團隊研究了該反應，並探測到10顆261Sg原子及2顆260Sg原子。

在優化設施之後，重離子研究所人員在2003年使用金屬鉛目標測量了1n激發函數。同年5月，他們成功把鉛-208目標替換成更耐損耗的硫化鉛（PbS）目標，從而能夠在日後使用更強的離子束。他們探測了1n、2n和3n激發函數，並首次在261Sg同位素上運用α-γ光譜法。他們探測到這個同位素的大約1600個原子，還辨認到新的α光譜線，量度了更準確的半衰期以及辨認出新的電子捕獲和自發裂變支鏈。另外，他們首次探測到了來自衰變產物鑪的K殼層X光，並改進了有關260Sg的數據，包括一個不確定的同核異構體。這項研究在2005年9月和2006年3月也有繼續進行。對261Sg的累積數據於2007年發佈。[10]2005年9月的工作也包括開始對260Sg進行光譜分析。

位於勞倫斯伯克利國家實驗室的團隊最近研究了這條反應，從而對同位素261Sg進行分析。他們探測到一個新的同核異構體261mSg，其通過內部轉換衰變到基態。在同一項實驗中，他們也證實了衰變產物257Rf的K殼層同核異構體257m2Rf。[11]

207Pb(54Cr,xn)261-xSg (x=1,2)

位於杜布納的團隊在1974年研究了這條反應，結果與先前使用鉛-208目標時相同。自發裂變活動最先指向259Sg，但之後改為指向260Sg或256Rf，或兩者皆是。在1983至1984年的進一步工作中探測到5秒長的自發裂變，指向衰變源260Sg。[8]

重離子研究所的團隊首次在1985年利用母子體衰變關係法研究了該反應。他們確定探測到259Sg，其為2n中子蒸發通道產物。[9]

這條反應在2005年3月再一次被使用。研究用硫化鉛目標對偶-偶同位素260Sg進行光譜分析。

206Pb(54Cr,xn)260-xSg

杜布納團隊在1974年研究了該反應。他們用它來判斷使用Pb-207和Pb-208目標時所觀察到的自發裂變行為的源頭。他們並沒有探測到任何自發裂變，意味着產生的同位素主要進行α衰變。[8]

208Pb(52Cr,xn)260-xSg (x=1,2)

在1974年一系列冷核聚變反應中，杜布納的團隊也研究了該反應，但同樣沒有探測到自發裂變。[8]勞倫斯伯克利國家實驗室在2006年研究發射物同位旋的效應以及複核原子量對蒸發殘餘量的影響，當中再次研究了這條反應。他們在測量1n激發函數時，辨認出259Sg和258Sg。[12]

209Bi(51V,xn)260-xSg (x=2)

在1974年一系列冷核聚變反應中，杜布納的團隊也研究了該反應，但同樣沒有探測到自發裂變。[8]1994年，重離子研究所的團隊利用這條反應合成𨭎，從而研究新發現的偶-偶同位素258Sg。他們探測到10顆258Sg原子，其進行了自發裂變。

熱核聚變

本節有關以熱核聚變反應合成𨭎原子核。這些過程在高激發能（約40至50 MeV，因而稱為「熱」核聚變）生成複核，裂變及擬裂變之後存活概率較低。處於激發狀態的原子核再衰變至基態，期間發出3至5顆中子。

238U(30Si,xn)268-xSg (x=3,4,5,6)

對該反應的首次研究是由日本原子能研究所的科學家於1998年進行的。他們探測到一次自發裂變，當時不確定地指向新同位素264Sg或由263Sg經過電子捕獲後形成的263Db。[13]2006年，重離子研究所和勞倫斯伯克利國家實驗室同時研究了該反應，並使用了母子體衰變關係法。勞倫斯伯克利的團隊測量了4n、5n和6n通道的激發函數，而重離子研究所的團隊則觀察到額外的3n通道活動。[14][15][16]兩組人員都辨認出新同位素264Sg，其在短半衰期內進行了自發裂變。

248Cm(22Ne,xn)270-xSg (x=4?,5)

1993年，位於杜布納由Yuri Lazarev帶領的團隊宣佈發現了半衰期較長的266Sg和265Sg，都是經過這條反應在4n和5n通道中產生的。這是在尋找可進行化學研究的𨭎同位素之後得到的成果。報告中指出，266Sg以8.57 MeV的能量放射α粒子，半衰期約為20秒。這為Z=108，N=162閉核的穩定性理論提供了證據。[17]1997年，重離子研究所進一步研究了該反應。儘管他們確認了266Sg的產量、衰變模式及半衰期，但是一些矛盾之處仍然存在。在最近進行的對270Hs的合成實驗中（見𨭆）發現，266Sg只進行短半衰期的自發裂變（TSF = 360 ms）。有可能這是其基態（266gSg），而另一個直接產生的活動則指向高旋的K同核異構體266mSg。要證實這一點需要進一步的實驗。

最近在重新評估265Sg和266Sg的衰變特性後，得出的結論為，至今所有衰變都源自具有兩種同核異構體的265Sg。其一是265aSg，其主要的α線位於8.85 MeV，計算出的半衰期為8.9秒；而265bSg的衰變能量為8.70 MeV，半衰期為16.2秒。直接產生時，兩個同核異構能級同時存在。從269Hs的衰變數據中能看出，265bSg是在269Hs衰變時產生的，並會衰變至短半衰期的261gRf同位素。這意味着266Sg其實並非放射α粒子的長半衰期同位素，它實際上在短時間內就會進行裂變。

無論源頭是哪一個同位素，研究人員最近成功使用這條反應來研究𨭎的化學屬性。

249Cf(18O,xn)267-xSg (x=4)

勞倫斯伯克利和勞倫斯利福摩爾國家實驗室的合作團隊在1974年首次成功合成了𨭎。[18]在成功時所用的實驗中，他們利用了新的母子體關係法辨認出新同位素263Sg。1975年，橡樹嶺國家實驗室的團隊證實了這些衰變數據，但未能辨認出一致的X光，因此未能證明𨭎確實被合成了。1979年，位於杜布納的團隊通過探測自發裂變來研究了這條反應。相比從伯克利得出的數據，他們計算出263Sg的自發裂變支鏈為70%。原先成功的合成反應在1994年終於被勞倫斯伯克利的另一個團隊證實。[19]

作為衰變產物

𨭎的同位素也是某些更高元素衰變中的產物。下表列出至今為止的觀測：

蒸發殘餘 𨭎同位素
291Lv, 287Fl, 283Cn 271Sg
285Fl 269Sg
276Ds, 272Hs 268Sg
275Ds, 271Hs 267Sg
270Hs 266Sg
277Cn, 273Ds, 269Hs 265Sg
271Ds, 267Ds 263Sg
270Ds 262Sg
269Ds, 265Hs 261Sg
264Hs 260Sg


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參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 Haba, H.; Kaji, D.; Kudou, Y.; Morimoto, K.; Morita, K.; Ozeki, K.; Sakai, R.; Sumita, T.; Yoneda, A.; Kasamatsu, Y.; Komori, Y.; Shinohara, A.; Kikunaga, H.; Kudo, H.; Nishio, K.; Ooe, K.; Sato, N.; Tsukada, K. Production of 265Sg in the 248Cm(22Ne,5n)265Sg reaction and decay properties of two isomeric states in 265Sg. Physical Review C (American Physical Society (APS)). 2012-02-21, 85 (2). ISSN 0556-2813. doi:10.1103/physrevc.85.024611. 
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