Изотопи на сиборгиумот

Сиборгиумот (106 Sg) — синтетички елемент и затоа нема стабилни изотопи. Не може да се даде стандардна атомска тежина. Првиот изотоп кој бил синтетизиран бил 263Sg во 1974 година. Познати се тринаесет радиоизотопи од 258Sg до 27 Sg и пет познати изомери (259m Sg, 261mSg, 263mSg, 265mSg и 267mSg). Најдолговечни изотопи се 267Sg со полураспад од 9,8 минути и 269Sg со полураспад од 5 минути. Поради малиот број на мерења и последователните преклопувачки мерни несигурности на ниво на доверба што одговара на едно стандардно отстапување, не може да се направи дефинитивно доделување на најстабилниот изотоп.

 Список на изотопи 

|-id=Seaborgium-258
| 258Sg
| style="text-align:right" | 106
| style="text-align:right" | 152
| 258.11298(44)#
| 2.7(5) ms[]
| SF
| (различен)
| 0+
|-
| rowspan=3|259Sg
| rowspan=3 style="text-align:right" | 106
| rowspan=3 style="text-align:right" | 153
| rowspan=3|259.11440(13)#
| rowspan=3|402(56) ms
| α
| 255Rf
| rowspan=3|(11/2−)
|-
| β+ (<1%)
| 259Db
|-
| СЦ (rare)
| (различен)
|-id=Seaborgium-259m
| rowspan=3 style="text-indent:1em" | 259mSg
| rowspan=3 colspan="3" style="text-indent:2em" |87 keV
| rowspan=3|226(27) ms
| α (97%)
| 261Sg
| rowspan=3|(1/2+)
|-
| СЦ (3%)
| (различен)
|-
| β+ (<1%)
| 259Db
|-
| rowspan=2|260Sg
| rowspan=2 style="text-align:right" | 106
| rowspan=2 style="text-align:right" | 154
| rowspan=2|260.114384(22)
| rowspan=2|4.95(33) ms
| СЦ (71%)
| (различен)
| rowspan=2|0+
|-
| α (29%)
| 256Rf
|-id=Seaborgium-261
| rowspan=3|261Sg
| rowspan=3 style="text-align:right" | 106
| rowspan=3 style="text-align:right" | 155
| rowspan=3|261.115949(20)
| rowspan=3|183(5) ms
| α (98.1%)
| 257Rf
| rowspan=3|(3/2+)
|-
| β+ (1.3%)
| 261Db
|-
| СЦ (0.6%)
| (различен)
|-id=Seaborgium-261m
| style="text-indent:1em" | 261mSg
| colspan="3" style="text-indent:2em" |100(50)# keV
| 9.3(1.8) μs[]
| ИП
| 261Sg
| 7/2+#
|-
| rowspan=2|262Sg
| rowspan=2 style="text-align:right" | 106
| rowspan=2 style="text-align:right" | 156
| rowspan=2|262.11634(4)
| rowspan=2|10.3(1.7) ms
| СЦ (94%)
| (различен)
| rowspan=2|0+
|-
| α (6%)
| 258Rf
|-
| rowspan=2|263Sg
| rowspan=2 style="text-align:right" | 106
| rowspan=2 style="text-align:right" | 157
| rowspan=2|263.11829(10)#
| rowspan=2|940(140) ms
| α (87%)
| 259Rf
| rowspan=2|9/2+#
|-
| СЦ (13%)
| (различен)
|-id=Seaborgium-263m
| style="text-indent:1em" | 263mSg
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 51(19)# keV
| 420(100) ms
| α
| 259Rf
| 3/2+#
|-id=Seaborgium-264
| 264Sg
| style="text-align:right" | 106
| style="text-align:right" | 158
| 264.11893(30)#
| 37 ms
| СЦ
| (различен)
| 0+
|-id=Seaborgium-265
| 265Sg
| style="text-align:right" | 106
| style="text-align:right" | 159
| 265.12109(13)#
| 
| α
| 261Rf
| 
|-id=Seaborgium-265m
| style="text-indent:1em" | 265mSg
| colspan="3" style="text-indent:2em" |
| 
| α
| 261mRf
|
|-id=Seaborgium-266
| 266SgНе е директно синтетизиран, се јавува како распаден производ на270Hs
| style="text-align:right" | 106
| style="text-align:right" | 160
| 266.12198(26)#
| 390(110) ms
| СЦ
| (различен)
| 0+
|-id=Seaborgium-267
| 267SgNot directly synthesized, occurs as decay product of 271Hs
| style="text-align:right" | 106
| style="text-align:right" | 161
| 267.12436(30)#
| 
| α
| 263mRf
| 9/2#
|-id=Seaborgium-267m
| style="text-indent:1em" | 267mSgNot directly synthesized, occurs as decay product of 275Ds
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 110 keV#
| 
| СЦ
| (различен)
| 1/2#
|-id=Seaborgium-268
| 268SgNot directly synthesized, occurs as decay product of 276Ds
| style="text-align:right" | 106
| style="text-align:right" | 162
| 268.12539(50)#
| 
| СЦ
| (различен)
| 0+
|-id=Seaborgium-269
| rowspan=2|269SgNot directly synthesized, occurs in the decay chain of 285Fl
| rowspan=2 style="text-align:right" | 106
| rowspan=2 style="text-align:right" | 163
| rowspan=2|269.12863(39)#
| rowspan=2|
| α
| 265Rf
|rowspan=2|
|-
| СЦ
| (различен)
|-id=Seaborgium-271
| rowspan=2|271SgНе е директно синтетизиран, се јавува како распаден производ на 287Fl
| rowspan=2 style="text-align:right" | 106
| rowspan=2 style="text-align:right" | 165
| rowspan=2|271.13393(63)#
| rowspan=2|
| α (73%)
| 267Rf
| rowspan=2|3/2+#
|-
| СЦ (27%)
| (различен)

 Нуклеосинтеза 
ЦелПроектилCNРезултат208Pb54Cr262Sgуспешна реакција207Pb54Cr261Sgуспешна реакција206Pb54Cr260Sgнеуспешна реакција208Pb52Cr260Sgуспешна реакција209Bi51V260Sgуспешна реакција238U30Si268Sgуспешна реакција244Pu26Mg270Sgдопрва треба да се направи реакција248Cm22Ne270Sgуспешна реакција249Cf18O267Sgуспешна реакција

 Ладно соединување 
Овој дел се занимава со синтезата на јадрата на сиборгиумот со таканаречените „ладни“ реакции на соединување. Ова се процеси кои создаваат сложени јадра при мала енергија на возбудување (~ 10-20 MeV, оттука и „ладно“), што доведува до поголема веројатност за преживување од цепење. Возбуденото јадро потоа се распаѓа до основната состојба преку емисија само на еден или два неутрони.

 208Pb(54Cr, xn) 262−xSg (x=1,2,3) 
Првиот обид за синтеза на сиборгиумот во реакции на ладно соединување бил изведен во септември 1974 година од советски тим предводен од Г.Н. Флеров во Заедничкиот институт за јадрени истражувања во Дубна. Тие пријавиле дека произвеле активност од  0,48 секунди при спонтано цепење (СЦ), која ја доделиле на изотопот 259Sg. Врз основа на подоцнежните докази, било предложено дека тимот најверојатно го измерил распаѓањето на 260Sg и неговата ќерка 256Rf. Подоцна било заклучено дека, во тоа време, резултатите биле недоволно убедливи. 

Тимот на Дубна повторно го разгледал овој проблем во 1983-1984 година и успеал да открие 5 ms СЦ активност доделена директно на 260Sg. Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H. (1993). 

Тимот од Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) ја проучувал оваа реакција за прв пат во 1985 година користејќи го подобрениот метод на корелација на генетските распаѓања родител-ќерка. Тие биле во можност да детектираат 261Sg (x=1) и 260Sg и измериле делумна 1n функција на возбудување на испарувањето на неутроните.

Во декември 2000 година, реакцијата била проучувана од тим во Големиот национален акцелератор за тешки јони (ГНАТЈ), Франција; тие биле во можност да детектираат 10 атоми од 261Sg и 2 атоми од 260Sg за да ги додадат на претходните податоци за реакцијата.

По надградбата на објектот, тимот на Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) ја измерил функцијата на возбудување 1n во 2003 година користејќи метална оловна цел. Од важност, во мај 2003 година, тимот успешно ја заменил целта олово-208 со поотпорни цели од олово(II) сулфид (PbS), што ќе овозможи користење на поинтензивни зраци во иднина. Тие биле во можност да ги измерат функциите на побудување 1n,2n и 3n и ја извршиле првата детална алфа-гама спектроскопија на изотопот 261Sg. Тие откриле ~ 1600 атоми од изотопот и идентификувале нови алфа линии, како и мерење на попрецизен полураспад и нови EЗ и СЦ разгранувања. Понатаму, тие биле во можност да ги детектираат К-зраците од изотопот на ќерката радерфордиум за прв пат. Тие, исто така, можеле да обезбедат подобрени податоци за 260Sg, вклучително и пробно набљудување на изомерно ниво. Иследувањето било продолжено во септември 2005 година и март 2006 година. Акумулираното дело на 261Sg било објавено во 2007 година.  Работата во септември 2005 година, исто така, имала за цел да започне спектроскопски испитувања на 260Sg.

Тимот од Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) неодамна повторно ја проучувал оваа реакција во обид да ја погледне спектроскопијата на изотопот 261Sg. Тие биле во можност да детектираат нов изомер, 261mSg, кој се распаѓа со внатрешна конверзија во основна состојба. Во истиот експеримент, тие исто така можеле да потврдат К-изомер кај ќерката 257Rf, поточно 257m2 Rf. 

 207Pb( 54Cr, xn) 261−xSg (x=1,2) 
Тимот во Дубна, исто така, ја проучувал оваа реакција во 1974 година со идентични резултати како и за нивните први експерименти со цел олово-208. Активностите на СЦ прво биле доделени на 259Sg, а подоцна на 260Sg и/или 256Rf. Понатамошната работа во 1983-1984 година, исто така, открила активност од 5 ms доделена на родителот 260Sg.

Тимот на Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) ја проучувал оваа реакција за прв пат во 1985 година користејќи го методот на корелација на генетските распаѓања родител-ќерка. Тие биле во можност позитивно да идентификуваат 259Sg како производ од 2n неутронскиот канал за испарување. Münzenberg, G.; Hofmann, S.; Folger, H.; Heßberger, F. P.; Keller, J.; Poppensieker, K.; Quint, B.; Reisdorf, W.; et al. (1985). 

Реакцијата била дополнително искористена во март 2005 година, користејќи цели на PbS за да започне спектроскопско проучување на рамномерниот изотоп 260Sg.

 206Pb(54Cr, xn) 260−xSg 
Оваа реакција била проучувана во 1974 година од тимот на Дубна. Тоа било искористено за да им помогне во нивното назначување на набљудуваните СЦ активности во реакциите со користење на цели Pb-207 и Pb-208. Тие не биле во можност да детектираат никакво спонтано цепење, што укажува на формирање на изотопи кои се распаѓаат првенствено со алфа-распад. Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H. (1993). 

 208Pb(52Cr, xn) 260−xSg (x=1,2) 
Тимот од Дубна, исто така, ја проучувал оваа реакција во нивната серија реакции на ладно соединување изведени во 1974 година. Уште еднаш тие не биле во можност да откријат какви било активности на спонтано соединување. Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H. (1993).  Реакцијата била повторно разгледана во 2006 година од страна на тимот на Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) како дел од нивните иследувања за ефектот на изоспинот на проектилот и оттука масовниот број на јадрото на соединението врз приносот на остатоците од испарувањето. Тие биле во можност да идентификуваат 259Sg и 258Sg во нивното мерење на 1n возбудната функција. 

 209Bi(51V, xn) 260−xSg (x=2) 
Тимот од Дубна, исто така, ја проучувал оваа реакција во нивната серија реакции на ладно соединување изведена во 1974 година. Уште еднаш тие не биле во можност да откријат какви било активности. Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H. (1993).  Во 1994 година, синтезата на сиборгиумот била повторно разгледана со помош на оваа реакција од страна на тимот на Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ), со цел да се проучи новиот рамномерен изотоп 258Sg. Десет атоми од 258Sg биле откриени и распаднати со спонтано цепење.

 Топло соединување 
Овој дел се занимава со синтезата на јадрата на морето со таканаречени „топли“ реакции на соединување. Ова се процеси кои создаваат сложени јадра при висока енергија на возбудување (~ 40-50 MeV, па оттука и „топли“), што доведува до намалена веројатност за преживување од цепење и квази-цепење. Возбуденото јадро потоа се распаѓа до основната состојба преку емисија на 3-5 неутрони.

 238U(30Si, xn) 268−xSg (x=3,4,5,6) 
Оваа реакција првпат ја проучувале јапонските научници од Јапонскиот институт за истражување на атомска енергија (ЈИИАЕ) во 1998 година. Тие откриле активност на спонтано цепење, која привремено ја доделиле на новиот изотоп 264Sg или 263Db, формиран од електронски зафат (ЕЗ) од 263Sg.  Во 2006 година, тимовите на Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) и Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) ја проучувале оваа реакција користејќи го методот на корелација на генетските распаѓања родител-ќерка. Тимот на Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) измерил функција на возбудување за 4n,5n и 6n каналите, додека тимот на ЦИТЈ можел да набљудува дополнителна 3n активност.    Двата тима можеле да го идентификуваат новиот изотоп 264Sg, кој се распаднал со краток животен век преку спонтано цепење.

 248Cm(22Ne, xn) 270−x Sg (x=4?,5) 
Во 1993 година, во Дубна, Јуриј Лазарев и неговиот тим го објавиле откривањето на долговечните 266Sg и 265Sg произведени во 4n и 5n каналите на оваа јадрена реакција по потрагата по изотопи на сиборгиум погодни за првата хемиска студија. Било објавено дека 266Sg се распаднал за 8,57 MeV емисија на алфа-честички со проектиран полураспад од ~20 секунди, давајќи силна поддршка за стабилизирачкиот ефект на Z = 108, N = 162 затворени обвивки.  Оваа реакција била проучена дополнително во 1997 година од страна на тим на Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) и потврдени се родноста, режимот на распаѓање и полураспадот за 266Sg и 265Sg, иако сè уште има некои несогласувања. Во синтезата на 270Hs (види хасиум), било откриено дека 266Sg е подложен исклучиво на спонтано цепење со краток полураспад (TSF = 360 ms). Можно е ова да е основната состојба, (266gSg) и дека другата активност, произведена директно, припаѓа на К-изомер со висок спин, 266mSg, но потребни се дополнителни резултати за да се потврди ова.

Една неодамнешна реевалуација на карактеристиките на распаѓање на 265Sg и 266Sg сугерира дека сите распаѓања до денес во оваа реакција биле всушност од 265Sg, што постои во две изомерни форми. Првиот, 265aSg има главна алфа-линија на 8,85 MeV и пресметан полураспад од 8,9 s, додека 265bSg има енергија на распаѓање од 8,70 MeV и полураспад од 16,2 секунди. Двете изомерни нивоа се населени кога се произведуваат директно. Податоците од распаѓањето на 269Hs покажуваат дека 265bSg се произведува за време на распаѓањето на 269Hs и дека 265bSg се распаѓа во пократкотрајниот изотоп од 261gRf. Ова е во спротивност со доделувањето на долговечната алфа активност на 266Sg, наместо тоа сугерирајќи дека 266Sg претрпува цепење за кратко време.

Без оглед на овие задачи, реакцијата била успешно искористена во неодамнешните обиди за проучување на хемијата на сиборгиумот (види подолу).

 249Cf(18O, xn) 267−xSg (x=4) 
Синтезата на сиборгиумот за прв пат била реализирана во 1974 година од страна на тимот НЛЛБ/НЛЛЛ. Во нивниот експеримент за откривање, тие биле во можност да го применат новиот метод на корелација на генетските распаѓања родител-ќерка за да го идентификуваат новиот изотоп 263Sg. Во 1975 година, тимот од Оук Риџ можел да ги потврди податоците за распаѓањето, но не можел да идентификува совпаѓачки рендгенски зраци за да докаже дека е произведен сиборгиумот. Во 1979 година, тимот во Дубна ја проучувал реакцијата со откривање на активности на спонтано цепење. Во споредба со податоците од Беркли, тие пресметале 70% цепење за 263Sg. Оригиналната реакција на синтеза и откритие била потврдена во 1994 година од различен тим во Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ). 

 Распадни производи 
Изотопи на сиборгиумот се забележани и при распаѓањето на потешките елементи. Досегашните набљудувања се сумирани во табелата подолу:
Остатоци од испарување Набљудуван Sg-изотоп 291 Lv, 287 Fl, 283 Cn 271 Sg 285 Фл 269 Sg 276 Ds, 272 Hs 268 Sg 275 Ds, 271 Hs 267 Sg 270 Хс 266 Sg 277 Cn, 273 Ds, 269 Hs 265 Sg 271 Ds, 267 Hs 263 Sg 270 Ds270 Sg 269 Ds, 265 Hs 261 Sg 264 Хс 260 Sg

 Хронологија на откривање на изотопи 
ИзотопГодина на откривањеРеакција258Sg1994209Bi(51V,2n)259Sg1985207Pb(54Cr,2n)260Sg1985208Pb(54Cr,2n)261gSg1985208Pb(54Cr,n)261mSg2009208Pb(54Cr,n)262Sg2001207Pb(64Ni,n)263Sgm1974249Cf(18O,4n)Ghiorso, A., Nitschke, J. M., Alonso, J. R., Alonso, C. T., Nurmia, M., Seaborg, G. T., Hulet, E. K., Lougheed, R. W.; Nitschke; Alonso; Alonso; Nurmia; Seaborg; Hulet; Lougheed (1974). 263Sgg1994208Pb(64Ni,n)264Sg2006238U(30Si,4n)265Sga, b1993248Cm(22Ne,5n)266Sg2004248Cm(26Mg,4n)267Sg2004248Cm(26Mg,3n)267mSg2024232Th(48Ca,5n)268Sg2022232Th(48Ca,4n)269Sg2010242Pu(48Ca,5n)270Sgunknown271Sg2003242Pu(48Ca,3n)

 Изомеризам 

 266Sg 
Првичната работа идентификувала 8,63 MeV алфа-распаѓачка активност со полураспад од ~21 секунди и доделена на основната состојба од 266Sg. Подоцнежната работа идентификувала нуклид кој се распаѓа за 8,52 и 8,77 MeV алфа емисија со полураспад од ~21 секунди, што е невообичаено за рамномерен нуклид. Неодамнешната работа на синтеза на 270Hs идентификувала 266Sg распаѓање со цепење од 360 ms полураспад. Неодамнешната работа на 277Cn и 269Hs даде нови информации за распаѓањето на 265Sg и 261Rf. Оваа работа сугерирала дека почетната 8.77 MeV активност треба да се прераспредели на 265Sg. Според тоа, сегашните информации сугерираат дека активноста на спонтаното цепење е основната состојба и активноста од 8.52 MeV е К-изомер со висок спин. Потребна е дополнителна работа за да се потврдат овие задачи. Неодамнешната реевалуација на податоците сугерирала дека активноста од 8.52 MeV треба да биде поврзана со 265Sg и дека 266Sg претрпува само цепење.

 265Sg 
Неодамнешната директна синтеза на 265Sg резултирала со четири алфа-линии на 8,94, 8,84, 8,76 и 8,69 MeV со полураспад од 7,4 секунди. Набљудувањето на распаѓањето на 265Sg од распаѓањето на 277Cn и 269Hs покажала дека 8,69MeV може да биде поврзана со изомерно ниво со поврзан полураспад од ~ 20 с. Веројатно е дека ова ниво предизвикува конфузија помеѓу доделувањата на 266Sg и 265Sg бидејќи и двете може да се распаднат до расцепување на изотопи на радерфордиум.

Неодамнешната повторна евалуација на податоците покажале дека навистина постојат два изомери, едниот со главна енергија на распаѓање од 8,85 MeV со полураспад од 8,9 s, и втор изомер кој се распаѓа со енергија 8,70 MeV со полураспад од 16,2 секунди.

 263Sg 
Синтезата на откритието на 263Sg резултирала со алфа-линија на 9,06 MeV. Ghiorso, A., Nitschke, J. M., Alonso, J. R., Alonso, C. T., Nurmia, M., Seaborg, G. T., Hulet, E. K., Lougheed, R. W.; Nitschke; Alonso; Alonso; Nurmia; Seaborg; Hulet; Lougheed (1974).  Набљудувањето на овој нуклид со распаѓање од 271gDs, 271mDs и 267Hs потврдила дека изомерот се распаѓа за 9,25 MeV алфа емисија. Било потврдено и распаѓањето на 9.06 MeV секунди а активноста била доделена на изомерот на основната состојба со поврзан полураспад од 0,3 секунди. 9.25 MeV активноста е доделена на изомерно ниво со полураспад од 0,9 с.

Неодамнешната работа на синтеза на 271g,m Ds резултирала со некои збунувачки податоци во врска со распаѓањето на 267Hs. Во едно такво распаѓање, 267Hs се распаднал на 263Sg, кои се распаднал со алфа емисија со полураспад од ~ 6 секунди. Оваа активност сè уште не е позитивно доделена на изомер и потребно е дополнително истражување.

 Спектроскопски модели на распаѓање 

 261Sg 
н|мини|334x334пкс| Ова е моментално прифатениот модел на распаѓање за 261Sg во 2003–2006 година

 Повлечени изотопи 

 269 Sg 
Во тврдената синтеза на 293Og во 1999 година, изотопот 269Sg бил идентификуван како производ ќерка. Се распаднал за 8,74 MeV алфа емисија со полураспад од 22 секунди. Побарувањето било повлечено во 2001 година. Овој изотоп конечно бил создаден во 2010 година.

 Хемиски приноси на изотопи 

 Ладно соединување 
Табелата подолу дава пресеци и енергии на побудување за реакции на ладно соединување кои директно произведуваат изотопи на сиборгиум. Податоците со задебелени букви ги претставуваат максималните добиени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.
Проектил Цел CN 1n 2n 3n 54Cr 207 Pb 261 Sg  54Cr 208 Pb 262 Sg 4.23 nb, 13.0 MeV 500 pb 100 pb 51V 209 Би 260 Sg 38 pb, 21.5 MeV 52Cr 208 Pb 260 Sg 281 pb, 11.0 MeV

 Топлo соединување 
Табелата подолу дава пресеци и енергии на возбуда за реакции на топло соединување кои директно произведуваат изотопи на морски боргиум. Податоците со задебелени букви ги претставуваат максимумите добиени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.
Проектил Цел CN 3n 4n 5n 6n 30Si 238 U 268 Sg + 9 pb, 40,0 ~ 80 pb, 51,0 MeV ~ 30 pb, 58,0 MeV 22Ne 248 см 270 Sg ~ 25 pb ~ 250 pb 18 О 249 Cf 267 Sg +
Белешки

 Наводи 

Сиборгиум
Категорија:Сиборгиум