Изотопи на мајтнериумот

Мајтнериумот (<sub>109</sub>Mt) — вештачки елемент, и затоа не може да се даде стандардна атомска тежина. Како и сите синтетички елементи, нема стабилни изотопи. Првиот изотоп кој бил синтетизиран бил <sup>266</sup>Mt во 1982 година, и ова е единствениот изотоп директно синтетизиран; сите други изотопи се познати само како распадми производи на потешки елементи. Постојат осум познати изотопи, од <sup>266</sup>Mt до <sup>278</sup>Mt. Може да има и два изомери. Најдолготрајниот од познатите изотопи е <sup>278</sup>Mt со полураспад од 8 секунди. Се смета дека непотврдениот потежок <sup>282</sup>Mt има уште подолг полураспад од 67 секунди.
1 Список на изотопи
<sup>266</sup>Mt, 109, 157, 266.137060(100), α, <sup>262</sup>Bh
<sup>266m</sup>Mt, 1140(90) keV, α, <sup>262</sup>Bh
<sup>268</sup>Mt, 109, 159, 268.13865(25)#, α, <sup>264</sup>Bh, 5+#, 6+#
<sup>268m</sup>Mt, 0+X keV, α, <sup>264</sup>Bh
<sup>270</sup>Mt, 109, 161, 270.14032(21)#, α, <sup>266</sup>Bh
<sup>270m</sup>Mt, 1.1 s?, α, <sup>266</sup>Bh
<sup>274</sup>Mt, 109, 165, 274.14734(40)#<ref, <ref, α, <sup>270</sup>Bh
<sup>275</sup>Mt, 109, 166, 275.14897(42)#, <ref, α, <sup>271</sup>Bh
<sup>276</sup>Mt, 109, 167, 276.15171(57)#, <ref, α, <sup>272</sup>Bh
<sup>276m</sup>Mt, 250(80) keV, α, <sup>272</sup>Bh
<sup>277</sup>Mt, 109, 168, 277.15353(71)#, , СЦ, (различни)
<sup>278</sup>Mt, 109, 169, 278.15649(62)#, α, <sup>274</sup>Bh
<sup>282</sup>Mt, 109, 173, 282.16689(48)#, 67 s?, α, <sup>278</sup>Bh
2 Изотопи и јадрени својства
2.1 Нуклеосинтеза
Супер-тешките елементи како што е мајтнериумот се произведуваат со бомбардирање на полесни елементи во забрзувачите на честички кои предизвикуваат јадрено соединување. Додека најлесниот изотоп на мајтнериум, мајтнериум-266, може да се синтетизира директно на овој начин, сите потешки изотопи на мајтнериум се забележани само како производи на распаѓање 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 при висока енергија на возбудување (~ 40-50 MeV ) што може или да 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 подлежат на реакции на цепење. Како што споените јадра се ладат до основната состојба, тие бараат емисија на само еден или два неутрони, и на тој начин овозможува генерирање на повеќе производи богати со неутрони. Сепак, производите од топло соединување сè уште имаат тенденција да имаат повеќе неутрони во целина. Вториот е различен концепт од оној каде што се тврди дека јадреното соединување се постигнува во услови на собна температура.
Табелата подолу содржи различни комбинации на цели и проектили кои би можеле да се користат за да се формираат сложени јадра со ''Z'' = 109.
2.2.1 Ладно соединување
По првата успешна синтеза на мајтнериумот во 1982 година од страна на тимот на Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ), тим од Заедничкиот институт за јадрени истражувања (ЗИЈИ) во Дубна, Русија, исто така, се обидел да го набљудува новиот елемент со бомбардирање на бизмут-209 со железо-58. Во 1985 година тие успеале да идентификуваат алфа распаѓање од потомок изотоп <sup>245</sup>Cf што укажува на формирање на мајтнериум. Набљудувањето на уште два атома од <sup>266</sup>Mt од истата реакција било објавено во 1988 година и на уште 12 во 1997 година од страна на германскиот тим во ЦИТЈ.
Истиот изотоп на мајтнериум бил забележан и од рускиот тим во Дубна во 1985 година од реакцијата:
: + → +
со откривање на алфа распаѓањето на потомокот <sup>246</sup>Cf. Во 2007 година, американски тим во Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) го потврдил ланецот на распаѓање на изотопот <sup>266</sup>Mt од оваа реакција.
2.1.2 Топло соединување
Во 2002-2003 година, тимот на Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) се обидел да генерира изотоп <sup>271</sup>Mt за да ги проучи неговите хемиски својства со бомбардирање на ураниум-238 со хлор -37, но без успех. Друга можна реакција која би го формирала овој изотоп би било соединување на барклиум -249 со магнезиум -26; сепак, приносот за оваа реакција се очекува да биде многу низок поради високата радиоактивност на целиот барклиум-249. Други потенцијално подолготрајни изотопи биле неуспешно цел на тим од Националната лабораторија Лоренс Ливермор (НЛЛЛ) во 1988 година со бомбардирање на ајнштајниум -254 со неон -22.
2.1.3 Распадни производи
+Список на изотопи на мејтнериум забележани со распаѓање, Остатоци од испарување, Набљудуван изотоп на меитнериум
<sup>294</sup> Lv, <sup>290</sup> Fl, <sup>290</sup> Nh, <sup>286</sup> Rg ?, <sup>282</sup> Mt ?
<sup>294</sup> Ts, <sup>290</sup> Mc, <sup>286</sup> Nh, <sup>282</sup> Rg, <sup>278</sup> Mt <ref>
<sup>293</sup> Ts, <sup>289</sup> Mc, <sup>285</sup> Nh, <sup>281</sup> Rg, <sup>277</sup> Mt <sup>288</sup> Mc, <sup>284</sup> Nh, <sup>280</sup> Rg, <sup>276</sup> Mt <sup>287</sup> Mc, <sup>283</sup> Nh, <sup>279</sup> Rg, <sup>275</sup> Mt <sup>286</sup> Mc, <sup>282</sup> Nh, <sup>278</sup> Rg, <sup>274</sup> Mt <sup>278</sup> Nh, <sup>274</sup> Rg, <sup>270</sup> Mt <sup>272</sup> Rg, <sup>268</sup> Mt
Сите изотопи на мајтнериум освен мајтнериум-266 се откриени единствено во ланците на распаѓање на елементите со повисок атомски број, како што е рендгениум, кој моментално има осум познати изотопи; сите до еден од нив се подложени на алфа распаѓање за да станат јадра на мајтнериум, со масовни броеви помеѓу 268 и 282. Родителските јадра на ренген може да бидат самите распадни производи на нихониум, флеровиум, московиум, ливермориум или тенесин. На пример, во јануари 2010 година, тимот на Дубна (ЗИЈИ) го идентификувал мајтнериум-278 како распаден производ на тенесин преку низата на алфа-распаѓање: : → +
: → +
: → +
: → +
2.1.4 Јадрен изомеризам
;<sup>270</sup> Mt
Два атома од <sup>270</sup>Mt се идентификувани во ланците на распаѓање од <sup>278</sup>Nh. Двете распаѓања имаат многу различен животен век и енергии на распаѓање и исто така се произведени од два навидум различни изомери од <sup>274</sup>Rg. Првиот изомер се распаѓа со емисија на алфа честичка со енергија 10.03 MeV и има животен век од 7,16 ms. Другиот има алфа-распад со животен век од 1,63 s; енергијата на распаѓање не била измерена. Доделувањето на одредени нивоа не е можно со ограничените достапни податоци и потребно е дополнително истражување. ;<sup>268</sup> Mt
Спектарот на алфа распаѓање за <sup>268</sup>Mt се чини дека е комплициран од резултатите од неколку експерименти. Алфа честички се забележани на 10,28, 10,22 и 10,10 MeV, емитирани од <sup>268</sup>Mt атоми со полураспад од 42 ms, 21 ms и 102 ms соодветно. Долготрајното распаѓање мора да биде доделено на изомерско ниво. Несовпаѓањето меѓу другите два полураспад допрва треба да се реши. Доделувањето на одредени нивоа не е можно со достапните податоци и потребно е дополнително истражување.
2.2 Хемиски приноси на изотопи
2.2.1 Ладно соединување
Табелата подолу дава пресеци и енергии на побудување за реакции на ладно соединување кои директно произведуваат изотопи на мајтнериум. Податоците со задебелени букви претставуваат максимални изведени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.
Проектил, Цел, CN, 1n, 2n, 3n
<sup>58</sup> Fe, <sup>209</sup> Bi, <sup>267</sup> Mt, 7.5 pb
<sup>59</sup> Co, <sup>208</sup> Pb, <sup>267</sup> Mt, 2.6 pb, 14.9 MeV
2.3 Теоретски пресметки
2.3.1 Пресеци на остатоци од испарување
Табелата подолу содржи различни комбинации на цели-проектил за кои пресметките обезбедија проценки за приносите на пресек од различни канали за испарување на неутрони. Даден е каналот со највисок очекуван принос.
DNS = Ди-јадрен систем; ХИВАП = статистички-испарувачки модел на испарување со тешки јони; σ = пресек
Цел, Проектил, CN, Канал, σ<sub>max</sub>, Model, Ref
<sup>238</sup>U, <sup>37</sup>Cl, <sup>275</sup>Mt, 3n (<sup>272</sup>Mt), 13.31 pb, DNS, <sup>244</sup>Pu, <sup>31</sup>P, <sup>275</sup>Mt, 3n (<sup>272</sup>Mt), 4.25 pb, DNS, <sup>243</sup>Am, <sup>30</sup>Si, <sup>273</sup>Mt, 3n (<sup>270</sup>Mt), 22 pb, HIVAP, <ref>
<sup>243</sup>Am, <sup>28</sup>Si, <sup>271</sup>Mt, 4n (<sup>267</sup>Mt), 3 pb, HIVAP, <sup>248</sup>Cm, <sup>27</sup>Al, <sup>275</sup>Mt, 3n (<sup>272</sup>Mt), 27.83 pb, DNS, <sup>250</sup>Cm, <sup>27</sup>Al, <sup>277</sup>Mt, 5n (<sup>272</sup>Mt), 97.44 pb, DNS, <sup>249</sup>Bk, <sup>26</sup>Mg, <sup>275</sup>Mt, 4n (<sup>271</sup>Mt), 9.5 pb, HIVAP, <sup>254</sup>Es, <sup>22</sup>Ne, <sup>276</sup>Mt, 4n (<sup>272</sup>Mt), 8 pb, HIVAP, <sup>254</sup>Es, <sup>20</sup>Ne, <sup>274</sup>Mt, 4-5n (<sup>270,269</sup>Mt), 3 pb, HIVAP,