Изотопи на бориумот

Бориум (107 Bh) — вештачки елемент. Како и сите вештачки елементи, тој нема стабилни изотопи и не може да се даде стандардна атомска тежина. Првиот изотоп кој бил синтетизиран бил 262Bh во 1981 година. Постојат 11 познати изотопи кои се движат од 260Bh до 274Bh и 1 изомер, 262mBh. Најдолговечниот изотоп е 270Bh со полураспад од 2,4 минути, иако непотврдениот 278Bh може да има уште подолг полураспад од околу 690 секунди.

 Список на изотопи 

|-id=Bohrium-260
| 260Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 153
| 260.12144(21)#
| 41(14) ms[]
| α
| 256Db
|
|-id=Bohrium-261
| rowspan=2|261Bh
| rowspan=2 style="text-align:right" | 107
| rowspan=2 style="text-align:right" | 154
| rowspan=2|261.12140(19)
| rowspan=2|12.8(3.2) ms[]
| α
| 257Db
| rowspan=2|(5/2−)
|-
| SF (rare)
| (различни)
|-id=Bohrium-262
| rowspan=3|262Bh
| rowspan=3 style="text-align:right" | 107
| rowspan=3 style="text-align:right" | 155
| rowspan=3|262.12265(10)
| rowspan=3|
| α (>94.9%)
| 258Db
| rowspan=3|
|-
| β+ (<3.0%)
| 262Sg
|-
| СЦ (2.1%)
| (различни)
|-id=Bohrium-262m
| style="text-indent:1em" | 262mBh
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 220(50) keV
| 
| α
| 258Db
| 
|-id=Bohrium-264
| rowspan=2|264Bh
| rowspan=2 style="text-align:right" | 107
| rowspan=2 style="text-align:right" | 157
| rowspan=2|264.12449(19)#
| rowspan=2|1.07(21) s
| α (85%)
| 260Db
| rowspan=2|
|-
| SF(β+?) (15%)
| (различни)
|-id=Bohrium-265
| 265Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 158
| 265.12496(26)#
| 1.19(52) s[]
| α
| 261Db
|
|-id=Bohrium-266
| rowspan=2|266Bh
| rowspan=2 style="text-align:right" | 107
| rowspan=2 style="text-align:right" | 159
| rowspan=2|266.12679(18)#
| rowspan=2|
| α
| 262Db
| rowspan=2|
|-
| β+?
| 266Sg
|-id=Bohrium-267
| 267Bh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 160
| 267.12750(28)#
| 22(10) s[]
| α
| 263Db
|
|-id=Bohrium-270
| 270BhНе се директно синтетизирани, се јавува во синџирот на распаѓање на 282Nh
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 163
| 270.13337(32)#
| 
| α
| 266Db
|
|-id=Bohrium-271
| 271BhНе се директно синтетизирани, се јавува во синџирот на распаѓање на 287Mc
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 164
| 271.13512(41)#
| 
| α
| 267Db
| 
|-id=Bohrium-272
| 272BhНе се директно синтетизирани, се јавува во синџирот на распаѓање на 288Mc
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 165
| 272.13826(57)#
| 
| α
| 268Db
|
|-id=Bohrium-274
| 274BhНе се директно синтетизирани, се јавува во синџирот на распаѓање на 294Ts
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 167
| 274.14360(62)#
| 57(27) s[]
| α
| 270Db
|
|-id=Bohrium-278
| 278BhНе се директно синтетизирани, се јавува во синџирот на распаѓање на 290Fl и 294Lv; непотврден
| style="text-align:right" | 107
| style="text-align:right" | 171
| 278.15499(43)#
| 11.5 min?
| SF
| (различни)
|

 Нуклеосинтеза 
Супертешките елементи како што е бориумот се произведуваат со бомбардирање на полесни елементи во забрзувачите на честички кои предизвикуваат јадрено соединување. Со оглед на тоа што повеќето изотопи на бориум може да се синтетизираат директно на овој начин, некои потешки биле забележани единствено како распадни производи на елементи со поголем атомски број. 

Во зависност од вклучените енергии, првите се поделени на „топли“ и „ладни“. Во реакциите на топло соединување, многу лесни проектили со висока енергија се забрзуваат кон многу тешки цели (актиноиди), предизвикувајќи сложени јадра со висока енергија на возбудување (~ 40–50− MeV) што може или да претставува цепење или испарување на неколку (3 до 5) неутрони.  Во реакциите на ладно соединување, произведените споени јадра имаат релативно ниска енергија на возбудување (~ 10-20 MeV), што ја намалува веројатноста овие производи да претрпат цепење. Како што споените јадра се ладат до основната состојба, тие бараат емисија на само еден или два неутрони, со што се овозможува генерирање на повеќе производи богати со неутрони. Вториот е различен концепт од оној каде што се тврди дека јадреното соединување се постигнува во услови на собна температура (види ладно соединување ). 

Табелата подолу содржи различни комбинации на цели и проектили кои би можеле да се користат за да се формираат сложени јадра со Z = 107.
 Цел  Проектил  CN  Резултат208Pb55Mn263Bh209Bi54Cr263Bh209Bi52Cr261Bh238U31P269Bh243Am26Mg269Bh248Cm23Na271Bh249Bk22Ne271Bh

 Ладно соединување 
Пред првата успешна синтеза на хасиум во 1981 година од страна на тимот на Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ), синтезата на бориум за прв пат била обид во 1976 година од страна на научниците од Заедничкиот институт за јадрени истражувања во Дубна користејќи ја оваа реакција на ладно соединување. Тие откриле две спонтани активности на цепење, едната со полураспад од 1-2мс и еден со полураспад од 5 с. Врз основа на резултатите од другите реакции на ладно соединување, тие заклучиле дека тие се должат на 261Bh и 257Db соодветно. Сепак, подоцнежните докази дале многу пониско разгранување на спонтаното цепење за 261Bh намалувајќи ја довербата во оваа задача. Назначувањето на активноста на дубниум подоцна било променето на 258Db, претпоставувајќи дека распаѓањето на бориумот е пропуштено. Активноста на спонтаното цепење од 2 ms била доделена на 258Rf што произлегува од 33% електронскиот зафат. Тимот на ЦИТЈ ја проучувал реакцијата во 1981 година во нивните експерименти за откривање. Биле откриени пет атоми од 262Bh со помош на методот на корелација на генетските распаѓања родител-ќерка.  Во 1987 година, внатрешен извештај од Дубна покажал дека тимот бил во можност директно да го открие спонтаното расцепување на 261Bh. Тимот на ЦИТЈ дополнително ја проучувал реакцијата во 1989 година и го открил новиот изотоп 261Bh за време на мерењето на функциите на возбудување 1n и 2n, но не биле во можност да детектираат разгранување на спонтано цепење за 261Bh.  Тие го продолжиле своето испитување во 2003 година користејќи ново развиени цели на бизмут(III) флуорид (BiF 3), користени за да се обезбедат дополнителни податоци за податоците за распаѓање за 262Bh и за ќерката 258Db. Функцијата за возбудување 1n била повторно измерена во 2005 година од тимот на Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) по одредено сомневање за точноста на претходните податоци. Тие забележале 18 атоми од 262Bh и 3 атоми од 261Bh и ги потврдиле двата изомери од 262Bh. 

Во 2007 година, тимот на НЛЛБ ја проучувал аналогната реакција со проектили од хром-52 за прв пат за да го бара најлесниот изотоп на бориум 260Bh:

  +  →  + 

Тимот успешно открил 8 атоми од 260Bh кои се распаѓаат со алфа-распад до 256Db, емитувајќи алфа честички со енергија 10,16 MeV. Енергијата на алфа-распадот укажува на континуираниот стабилизирачки ефект на N =152 затворена обвивка. 

Тимот во Дубна, исто така, ја проучувал реакцијата помеѓу целите на олово-208 и проектилите од манган-55 во 1976 година, како дел од нивниот нововоспоставен пристап со ладното соединување кон новите елементи:

  +  →  + 

Тие ги забележале истите спонтани активности на цепење како оние забележани во реакцијата помеѓу бизмут-209 и хром-54 и повторно ги доделиле на 261Bh и 257Db. Подоцнежните докази покажале дека тие треба да се преназначат на 258Db и 258Rf (види погоре). Во 1983 година, тие го повториле експериментот користејќи нова техника: мерење на алфа-распад од распаден производ кој бил хемиски одвоен. Тимот бил во можност да го открие алфа-распадот од расшадниот производ од 262Bh, обезбедувајќи некои докази за формирање на јадра на бориум. Оваа реакција подоцна била детално проучена со користење на современи техники од тимот на НЛЛБ. Во 2005 година измериле 33 распаѓања од 262Bh и 2 атоми од 261Bh, обезбедувајќи возбудувачка функција за реакцијата која емитува еден неутрон и некои спектроскопски податоци за двата изомери од 262Bh. Функцијата на возбуда за реакцијата која емитува два неутрони била дополнително проучена во повторување на реакцијата во 2006 година. Тимот открил дека реакцијата што емитува еден неутрон има поголем пресек од соодветната реакција со цел 209Bi, спротивно на очекувањата. Потребни се дополнителни истражувања за да се разберат причините.  

 Топло соединување 
Реакцијата помеѓу целите на ураниум-238 и проектилите со фосфор -31 првпат била проучена во 2006 година во Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) како дел од нивното систематско проучување на реакциите на соединување користејќи цели ураниум-238:

  +  →  + 5 

Резултатите не се објавени, но се смета дека прелиминарните резултати укажуваат на набљудување на спонтано цепење, веројатно од 264Bh. Hot fusion studies at the BGS with light projectiles and 238U targets , J. M. Gates

Во 2004 година, тимот од Институтот за современа физика, Ланжу, ја проучувал јадрената реакција помеѓу целите на америциум-243 и забрзаните јадра на магнезиум -26 со цел да го синтетизира новиот изотоп 265Bh и да собере повеќе податоци за 266Bh:

  +  →  + x  (x = 3, 4, или 5)

Во две серии експерименти, тимот ги мерел функциите на делумно возбудување за реакциите кои емитуваат три, четири и пет неутрони. 

Реакцијата помеѓу целите на кириум -248 и забрзаните јадра на натриум -23 била проучувана за прв пат во 2008 година од страна на тимот од РИКЕН, Јапонија, со цел да се проучат својствата на распаѓање на 266Bh, што е распаден производ во нивните ланци на распаѓање на нихониум: 

  +  →  + x  (x = 4 or 5)

Распаѓањето на 266Bh со емисија на алфа честички со енергија од 9,05-9,23 MeV било дополнително потврдено во 2010 година. 

Првите обиди за синтетизирање на бориум преку топло соединување биле изведени во 1979 година од тимот во Дубна, користејќи ја реакцијата помеѓу забрзаните јадра на неон -22 и целите на беркелиум -249:

  +  →  + x  (x = 4 или 5)

Реакцијата била повторена во 1983 година. Во двата случаи, тие не биле во можност да детектираат спонтано цепење од јадрата на бориум. Во поново време,  патеките на топлото соединување до бориумот се повторно испитани со цел да се овозможи синтеза на повеќе долготрајни изотопи богати со неутрони за да се овозможи првото хемиско проучување на бориумот. Во 1999 година, тимот на НЛЛБ тврдел дека открил долговечни 267Bh (5 атоми) и 266Bh (1 атом).  Подоцна и двете биле потврдени.  Тимот од Институтот Пол Шерер (ИПШ) во Берн, Швајцарија подоцна синтетизирал 6 атоми од 26 Bh во првото дефинитивно испитување за хемијата на бориумот. 

 Распаден производ 
+Список на изотопи на бориум забележани со распаѓање Остатоци од испарување Набљудуван изотоп на бориум 294 Lv, 290 Fl, 290 Nh, 286 Rg, 282 Mt ? 278 Bh ? 294 Ts, 290 Mc, 286 Nh, 282 Rg, 278 Mt 274 Bh  288 Mc, 284 Nh, 280 Rg, 276 Mt 272 Bh   287 Mc, 283 Nh, 279 Rg, 275 Mt 271 Bh  286 Mc, 282 Nh, 278 Rg, 274 Mt 270 Bh  278 Nh, 274 Rg, 270 Mt 266 Bh  272 Rg, 268 Mt 264 Bh  266 Mt 262 Bh Бориумот бил откриен во распадните ланци на елементите со поголем атомски број, како што е мејтнериумот. Мајтнериумот моментално има седум изотопи за кои е познато дека се подложени на алфа-распад за да станат јадра на бориум, со масовни броеви помеѓу 262 и 274. Родителските јадра на мејтнериум можат самите да бидат продукти на распаѓање на рентгениум, нихониум, флеровиум, московиум, ливермориум  или тенесин.  На пример, во јануари 2010 година, тимот на Дубна го идентификувал бориум-274 како распаден производ на тенесин преку алфа секвенца на распаѓање: 

  →  + 
  →  + 
  →  + 
  →  + 
  →  + 

Јадрен изомеризам
262Bh
Единствениот потврден пример за изомеризам во бориумот е во изотопот 262Bh. Директната синтеза на 262Bh резултира во две состојби, основна и изомерна состојба. Основната состојба е потврдено дека се распаѓа преку алфа-распад, испуштајќи алфа честички со енергија од 10,08, 9,82 и 9,76 MeV, и има ревидиран полураспад од 84 ms. Возбудената состојба исто така се распаѓа преку алфа-распад, испуштајќи алфа честички со енергија од 10,37 и 10,24 MeV, и има ревидиран полураспад од 9,6 ms.

Хемиски приноси на изотопи

Ладно соединување
Табелата подолу дава пресеци и енергии на возбуда за реакции на ладно соединување кои директно произведуваат изотопи на бориум. Податоците со задебелени букви ги претставуваат максималните добиени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.
 Проектил Цел CN 1n  2n 3n 55Mn 208Pb 263Bh 590 pb, 14.1 MeV ~35 pb 54Cr 209Bi 263Bh 510 pb, 15.8 MeV ~50 pb 52Cr 209Bi 261Bh 59 pb, 15.0 MeV 

Топло соединување
Табелата подолу дава пресеци и енергии на возбуда за реакции на топло соединување кои директно произведуваат изотопи на бориум. Податоците со задебелени букви ги претставуваат максималните добиени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.
 Проектил Цел CN 3n 4n 5n 26Mg 243Am 271Bh + + + 22Ne 249Bk 271Bh  ~96 pb +

Белешки

 Наводи 

бориумот
Категорија:бориум