Изотопи на дубниумот

Дубниум (<sub>105</sub>Db) — вештачки елемент, поради кое не може да се даде стандардна атомска тежина. Како и сите вештачки елементи, нема стабилни изотопи. Првиот изотоп кој бил синтетизиран бил <sup>261</sup>Db во 1968 година. Познати се 13 радиоизотопи, кои се движат од <sup>255</sup>Db до <sup>270</sup>Db (освен <sup>264</sup>Db, <sup>265</sup>Db и <sup>269</sup>Db), заедно со еден изомер (<sup>257m</sup>Db); пријавени се уште два изомери, но се непотврдени. Најдолговечниот познат изотоп е <sup>268</sup>Db со полураспад од 16 часа.
1 Список на изотопи
<sup>255</sup>Db, 105, 150, 255.10707(45)#, СЦ (92%), (различен)
α (8%), <sup>251</sup>Lr
<sup>256</sup>Db, 105, 151, 256.10789(26)#, 1.7(4) s[], α (70%), <sup>252</sup>Lr
β<sup>+</sup> (30%), <sup>256</sup>Rf
СЦ (rare), (различен)
<sup>257</sup>Db, 105, 152, 257.10758(22)#, 2.32(16) s, α (>92%), <sup>253</sup>Lr, (9/2+)
СЦ (≤5%), (различен)
β<sup>+</sup> (<3%), <sup>257</sup>Rf
<sup>257m</sup>Db, 140(110)# keV, 0.67(7) s, α (>85%), <sup>253</sup>Lr, (1/2−)
СЦ (≤12%), (различен)
β<sup>+</sup> (<3%), <sup>257</sup>Rf
<sup>258</sup>Db, 105, 153, 258.10929(33)#, 2.17(36) s, α (64%), <sup>254</sup>Lr, (0-)
β<sup>+</sup> (36%), <sup>258</sup>Rf
<sup>258m</sup>Db, 51 keV, 4.41(21) s, α (77%), <sup>258</sup>Rf, (5+,10−)
β<sup>+</sup> (23%), <sup>258</sup>Db
<sup>259</sup>Db, 105, 154, 259.10949(6), 0.51(16) s, α, <sup>255</sup>Lr, 9/2+#
<sup>260</sup>Db, 105, 155, 260.1113(1)#, 1.52(13) s, α (90.4%), <sup>256</sup>Lr
СЦ (9.6%), (различен)
β<sup>+</sup> (<2.5%), <sup>260</sup>Rf
<sup>260m</sup>Db, 200(150)# keV, α, <sup>256</sup>Lr
<sup>261</sup>Db, 105, 156, 261.11192(12)#, СЦ (73%), (различен), 9/2+#
α (27%), <sup>257</sup>Lr
<sup>262</sup>Db, 105, 157, 262.11407(15)#, СЦ(β<sup>+</sup>?) (52%), (различен)
α (48%), <sup>258</sup>Lr
<sup>263</sup>Db, 105, 158, 263.11499(18)#, 29(9) s[], СЦ (~56%), (различен)
α (~37%), <sup>259</sup>Lr
β<sup>+</sup> (~6.9%), <sup>263</sup>Rf
<sup>266</sup>Db, 105, 161, 266.12103(30)#, СЦ, (различен)
EC?, <sup>266</sup>Rf
<sup>267</sup>Db, 105, 162, 267.12247(44)#, СЦ, (различен)
EC?, <sup>267</sup>Rf
<sup>268</sup>Db, 105, 163, 268.12567(57)#, α (51%), <sup>264</sup>Lr
СЦ (49%), (различен)
EC?, <sup>268</sup>Rf
<sup>270</sup>Db, 105, 165, 270.13136(64)#, СЦ (~87%), (различен)
α (~13%), <sup>266</sup>Lr
EC?, <sup>270</sup>Rf
2 Историја на нуклеосинтезата
Цел, Проектил, CN, Резултат
<sup>205</sup>Tl, <sup>54</sup>Cr, <sup>259</sup>Db, Успешна реакција
<sup>208</sup>Pb, <sup>51</sup>V, <sup>259</sup>Db, Успешна реакција
<sup>207</sup>Pb, <sup>51</sup>V, <sup>258</sup>Db, Успешна реакција
<sup>206</sup>Pb, <sup>51</sup>V, <sup>257</sup>Db, Успешна реакција
<sup>209</sup>Bi, <sup>50</sup>Ti, <sup>259</sup>Db, Успешна реакција
<sup>209</sup>Bi, <sup>49</sup>Ti, <sup>258</sup>Db, Успешна реакција
<sup>209</sup>Bi, <sup>48</sup>Ti, <sup>257</sup>Db, Успешна реакција
<sup>232</sup>Th, <sup>31</sup>P, <sup>263</sup>Db, Успешна реакција
<sup>238</sup>U, <sup>27</sup>Al, <sup>265</sup>Db, Успешна реакција
<sup>236</sup>U, <sup>27</sup>Al, <sup>263</sup>Db, Успешна реакција
<sup>244</sup>Pu, <sup>23</sup>Na, <sup>267</sup>Db, Реакција допрва треба да се докаже
<sup>243</sup>Am, <sup>22</sup>Ne, <sup>265</sup>Db, Успешна реакција
<sup>241</sup>Am, <sup>22</sup>Ne, <sup>263</sup>Db, Успешна реакција
<sup>248</sup>Cm, <sup>19</sup>F, <sup>267</sup>Db, Успешна реакција
<sup>249</sup>Bk, <sup>18</sup>O, <sup>267</sup>Db, Успешна реакција
<sup>249</sup>Bk, <sup>16</sup>O, <sup>265</sup>Db, Успешна реакција
<sup>250</sup>Cf, <sup>15</sup>N, <sup>265</sup>Db, Успешна реакција
<sup>249</sup>Cf, <sup>15</sup>N, <sup>264</sup>Db, Успешна реакција
<sup>254</sup>Es, <sup>13</sup>C, <sup>267</sup>Db, НеУспешна реакција
5.1 Ладно соединување
''Овој дел се занимава со синтезата на јадрата на дубниум со таканаречените „ладни“ јадрени реакции на соединување на јадрото.''''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.'';<sup>209</sup> Bi(<sup>50</sup>Ti, xn) <sup>259−x</sup> Db (x=1,2,3)
Првите обиди за синтеза на дубниум со помош на реакции на ландно соединување биле изведени во 1976 година од тимот на Флеровата Лабораторија за јадрени реакции, Дубна користејќи ја горната реакција. Тие успеале да откријат 5 спонтано цепење (СЦ) активност која тие ја доделиле на <sup>257</sup> Db. Оваа задача подоцна била поправена на <sup>258</sup>Db. Во 1981 година, тимот на GSI ја проучувал оваа реакција користејќи ја подобрената техника на корелација на генетските распаѓања родител-ќерка. Тие биле во можност позитивно да идентификуваат <sup>258</sup>Db, производот од 1n неутронскиот канал за испарување. Во 1983 година, тимот во Дубна повторно ја разгледал реакцијата користејќи го методот за идентификација на потомок со хемиско раздвојување. Тие успеале да измерат алфа-распаѓање од познати потомци на ланецот на распаѓање почнувајќи со <sup>258</sup>Db. Ова било земено како обезбедување на некои докази за формирање на јадра на дубниум. Тимот од GSI повторно ја разгледал реакцијата во 1985 година и успеал да открие 10 атоми од <sup>257</sup>Db. По значителна надградба на нивните капацитети во 1993 година, во 2000 година тимот измерил 120 распаѓања од <sup>257</sup>Db, 16 распаѓања од <sup>256</sup>Db и распаѓање од <sup>258</sup>Db во мерењето на функциите на возбудување 1n, 2n и 3n. Податоците собрани за <sup>257</sup>Db овозможиле прво спектроскопско проучување на овој изотоп и идентификувале изомер, <sup>257m</sup>Db и прво определување на структурата на ниво на распаѓање за <sup>257</sup>Db. Реакцијата билс користена во спектроскопски проучувања на изотопи на менделевиум и ајнштајниум во 2003-2004 година. ;<sup>209</sup> Bi(<sup>49</sup>Ti, xn) <sup>258−x</sup>Db (x=2?)
Оваа реакција ја проучувале Јуриј Оганесјан и тимот во Дубна во 1983 година. Тие забележале 2,6 s спонтана активнос привремено доделена на <sup>256</sup>Db. Подоцнежните резултати сугерираат можно пренаменување на <sup>256</sup>Rf, што произлегува од ~30% гранка во <sup>256</sup>Db.
;<sup>209</sup> Bi(<sup>48</sup> Ti, xn) <sup>257−x</sup>Db (x=1?,2)
Оваа реакција ја проучувале Јуриј Оганесјан и тимот во Дубна во 1983 година. Тие забележале 1,6 s активност со ~80% алфа гранка со ~20% спонтана гранка. Активноста била привремено доделена на <sup>255</sup>Db. Подоцнежните резултати сугерираат пренамена на <sup>256</sup>Db. Во 2005 година, тимот на Универзитетот во Јивескила ја проучувал оваа реакција. Тие забележале три атоми од <sup>255</sup>Db со пресек од 40pb.
;<sup>208</sup> Pb(<sup>51</sup>V, xn) <sup>259−x</sup> Db (x=1,2)
Тимот од Дубна, исто така, ја проучувал оваа реакција во 1976 година и повторно успеал да ги открие 5-те спонтани активности, прво привремено доделена на <sup>257</sup>Db, а подоцна на <sup>258</sup>Db. Во 2006 година, тимот од Дубна повторно ја испитал оваа реакција како дел од нивната програма за проектили со чудни Z. Тие биле во можност да детектираат <sup>258</sup>Db и <sup>257</sup>Db при нивното мерење на 1n и 2n неутронските канали за испарување. ;<sup>207</sup> Pb(<sup>51</sup>V, xn) <sup>258−x</sup> Db
Тимот од Дубна, исто така, ја проучувал оваа реакција во 1976 година, но овој пат тие не биле во можност да ги откријат 5-те спонтани активности, најпрвин привремено доделени на <sup>257</sup>Db, а подоцна на <sup>258</sup>Db. Наместо тоа, тие можеле да измерат 1,5 s спонтана активност, привремено доделена на <sup>255</sup>Db.
;<sup>205</sup> Tl(<sup>54</sup>Cr, xn) <sup>259−x</sup> Db (x=1?)
Тимот од Дубна, исто така, ја проучувал оваа реакција во 1976 година и повторно успеал да ги открие 5-те спонтани активности, прво привремено доделени на <sup>257</sup>Db, а подоцна на <sup>258</sup>Db.
2.2 Топло соединување
''Овој дел се занимава со синтезата на јадрата на дубниум со таканаречените „топли“ реакции на јадрено соединување.''''Ова се процеси кои создаваат сложени јадра при висока енергија на возбудување (~ 40-50 MeV, па оттука и „топло“), што доведува до намалена веројатност за преживување од цеење и квази-цепење.''''Возбуденото јадро потоа се распаѓа до основната состојба преку емисија на 3-5 неутрони.'';<sup>232</sup> Th(<sup>31</sup>P, xn) <sup>263−x</sup>Db (x=5)
Постојат многу ограничени извештаи дека оваа реакција со помош на зрак фосфор-31 била проучувана во 1989 година од страна на Андрејев и неговите соработници во Дубна. Еден извор сугерира дека не биле откриени атоми, додека подобар извор од самите Руси покажува дека <sup>258</sup>Db биле синтетизирани во 5n каналот со принос од 120 pb.
;<sup>238</sup>U( <sup>27</sup>Al, xn) <sup>265−x</sup>Db (x=4,5)
Во 2006 година, како дел од нивната студија за употребата на цели на ураниум во синтезата на супертешки елементи, тимот на Националната лабораторија Лоренс Беркли предводен од Кен Грегорич ги проучувал функциите на возбудување за 4n и 5n каналите во оваа нова реакција. ;<sup>236</sup>U( <sup>27</sup>Al, xn) <sup>263−x</sup>Db (x=5,6)
Оваа реакција првпат ја проучувале Андрејев и неговите соработници во 1992 година во Дубна. Тие можеле да забележат <sup>258</sup>Db и <sup>257</sup>Db во 5n и 6n излезните канали со принос од 450 pb и 75 pb, соодветно. ;<sup>243</sup>Am(<sup>22</sup>Ne, xn) <sup>265−</sup> Db (x=5)
Првите обиди за синтеза на дубниум биле изведени во 1968 година од страна на тимот во Флеровата Лабораторија за јадрени реакции (ФЛЈР) во Дубна, Русија. Тие забележале две алфа линии кои привремено ги доделиле на <sup>261</sup>Db и <sup>260</sup>Db. Тие го повториле својот експеримент во 1970 година барајќи спонтано јаглеродно цепење. Тие пронашле 2.2 s спонтана активност која ја доделиле на <sup>261</sup>Db. Во 1970 година, тимот на Дубна започнал да работи на користење на градиентна термохроматографија со цел да се открие дубниум во хемиски експерименти како испарлив хлорид. Во нивното прво тестирање тие откриле испарлива активност на спонтано цепење со слични својства на атсорпција како NbCl<sub>5</sub> и за разлика од HfCl<sub>4</sub>. Ова било земено за да се укаже на формирање на јадра на dvi-ниобиум како DbCl<sub>5</sub>. Во 1971 година, тие го повториле хемискиот експеримент користејќи поголема чувствителност и забележале алфа-распад од компонента dvi-ниобиум, земени за да се потврди формирањето на <sup>260</sup>105. Методот бил повторен во 1976 година користејќи формирање на бромиди и доби речиси идентични резултати, што укажува на формирање на испарлив, сличен на dvi-ниобиум DbBr<sub>5</sub>.
;<sup>241</sup>Am(<sup>22</sup>Ne, xn) <sup>263−x</sup> Db (x=4,5)
Во 2000 година, кинеските научници од Институтот за современа физика (ИСФ), Ланжу, го објавиле откривањето на претходно непознатиот изотоп <sup>259</sup>Db формиран во каналот за испарување на неутроните 4n. Тие исто така можеле да ги потврдат својствата на распаѓање за <sup>258</sup>Db. ;<sup>248</sup>Cm(<sup>19</sup> F, xn) <sup>267−x</sup>Db (x=4,5)
Оваа реакција за прв пат била проучувана во 1999 година во Институтот Пол Шерер (ИПШ) со цел да се произведат <sup>262</sup>Db за хемиски иследувања. Биле откриени единствено 4 атоми со пресек од 260 pb. Јапонските научници од Јапонскиот истражувачки институт за атомска енергија (ЈИИАЕ) дополнително ја проучувале реакцијата во 2002 година и ги утврдиле приносите за изотопот <sup>262</sup>Db за време на нивните напори да ја проучуваат водната хемија на дубниумот. ;<sup>249</sup>Bk(<sup>18</sup>O, xn) <sup>267−x</sup>Db (x=4,5)
По откривањето на <sup>260</sup>Db од Алберт Гиорсо во 1970 година на Универзитетот во Калифорнија (УК), истиот тим продолжил во 1971 година со откривање на новиот изотоп <sup>262</sup>Db. Тие, исто така, забележале неодредени 25с спонтана активност, веројатно поврзана со денес познатата спонтана гранка од <sup>263</sup>Db. Во 1990 година, тим предводен од Крац во Националната лабораторија Лоренс Беркли дефинитивно го открила новиот изотоп <sup>263</sup>Db во каналот за испарување на неутроните 4n. Оваа реакција била искористена од истиот тим во неколку наврати со цел да се обиде да потврди гранка на заробување на електрони (EC) во <sup>26</sup> Db што води до долготрајни <sup>263</sup> Rf (види Радерфордиум). ;<sup>249</sup>Bk(<sup>16</sup>O, xn) <sup>265−x</sup>Db (x=4)
По откривањето на <sup>260</sup>Db од Алберт Гиорсо во 1970 година на Универзитетот во Калифорнија (УК), истиот тим продолжил во 1971 година со откривање на новиот изотоп <sup>261</sup>Db. ;<sup>250</sup>Cf(<sup>15</sup>N, xn) <sup>265−x</sup>Db (x=4)
По откривањето на <sup>260</sup>Db од страна на Гиорсо во 1970 година во Националната лабораторија Лоренс Беркли, истиот тим продолжил во 1971 година со откривањето на новиот изотоп <sup>261</sup>Db.
;<sup>249</sup>Cf(<sup>15</sup>N, xn) <sup>264−x</sup>Db (x=4)
Во 1970 година, тимот од Националната лабораторија Лоренс Беркли ја проучувал оваа реакција и го идентификувал изотопот <sup>260</sup>Db во нивниот експеримент за откривање. Тие ја користеле современата техника на корелација на генетско распаѓање родител-ќерка за да ја потврдат својата задача. Во 1977 година, тимот од Оук Риџ го повторил експериментот и бил во можност да го потврди откритието со идентификација на К-рендгенски зраци од ќерката лоренциум. ;<sup>254</sup>Es(<sup>13</sup>C, xn) <sup>267−x</sup>Db
Во 1988 година, научниците како Националната лабораторија Лоренс Ливермор ја искористиле асиметричната реакција на топло соединување со целта на ајнштајниум-254 за да ги бараат новите нуклиди <sup>264</sup>Db и <sup>263</sup>Db. Поради малата чувствителност на експериментот предизвикана од малата цел <sup>254</sup>Es, тие не биле во можност да откријат никакви остатоци од испарување.
2.3 Распаѓање на потешки нуклиди
Изотопи на дубниумот се исто така идентификувани во распаѓањето на потешките елементи. Досегашните набљудувања се прикажани во табелата подолу:
Остатоци од испарување, Набљудуван изотоп
<sup>294</sup>Ts, <sup>270</sup>Db
<sup>288</sup>Mc, <sup>268</sup>Db
<sup>287</sup>Mc, <sup>267</sup>Db
<sup>286</sup>Mc, <sup>282</sup>Nh, <sup>266</sup>Db
<sup>267</sup>Bh, <sup>263</sup>Db
<sup>278</sup>Nh, <sup>266</sup>Bh, <sup>262</sup>Db
<sup>265</sup>Bh, <sup>261</sup>Db
<sup>272</sup>Rg, <sup>260</sup>Db
<sup>266</sup>Mt, <sup>262</sup>Bh, <sup>258</sup>Db
<sup>261</sup>Bh, <sup>257</sup>Db
<sup>260</sup>Bh, <sup>256</sup>Db
3 Хронологија на откривање на изотопи
Изотоп, Година на откривање, Реакција
<sup>255</sup>Db, 2005, <sup>209</sup>Bi(<sup>48</sup>Ti,2n)
<sup>256</sup>Db, 1983?, 2000, <sup>209</sup>Bi(<sup>50</sup>Ti,3n)
<sup>257</sup>Db<sup>g</sup>, 1985, <sup>209</sup>Bi(<sup>50</sup>Ti,2n)
<sup>257</sup>Db<sup>m</sup>, 1985, <sup>209</sup>Bi(<sup>50</sup>Ti,2n)
<sup>258</sup>Db, 1976?, 1981, <sup>209</sup>Bi(<sup>50</sup>Ti,n)
<sup>259</sup>Db, 2001, <sup>241</sup>Am(<sup>22</sup>Ne,4n)
<sup>260</sup>Db, 1970, <sup>249</sup>Cf(<sup>15</sup>N,4n)
<sup>261</sup>Db, 1971, <sup>249</sup>Bk(<sup>16</sup>O,4n)
<sup>262</sup>Db, 1971, <sup>249</sup>Bk(<sup>18</sup>O,5n)
<sup>263</sup>Db, 1971?, 1990, <sup>249</sup>Bk(<sup>18</sup>O,4n)
<sup>264</sup>Db, непознато
<sup>265</sup>Db, непознато
<sup>266</sup>Db, 2006, <sup>237</sup>Np(<sup>48</sup>Ca,3n)
<sup>267</sup>Db, 2003, <sup>243</sup>Am(<sup>48</sup>Ca,4n)
<sup>268</sup>Db, 2003, <sup>243</sup>Am(<sup>48</sup>Ca,3n)
<sup>269</sup>Db, непознато
<sup>270</sup>Db, 2009, <sup>249</sup>Bk(<sup>48</sup>Ca,3n)
4 Изомеризам
4.1 260Db
Неодамнешните податоци за распаѓањето на <sup>272</sup>Rg откриле дека некои ланци на распаѓање продолжуваат низ <sup>260</sup>Db со извонредно подолг животен век од очекуваното. Овие распаѓања се поврзани со изомерното ниво кое се распаѓа со алфа-распад со полураспад од ~ 19 с. Потребно е дополнително истражување за да се овозможи дефинитивна задача.
4.2 258Db
Доказите за изомерна состојба во <sup>258</sup>Db се собрани од проучувањето на распаѓањето на <sup>266</sup>Mt и <sup>262</sup>Bh. Било забележано дека оние распаѓања доделени на гранка за електронско заробување (ЕЗ) имаат значително различен полураспад од оние што се распаѓаат со алфа емисија. Ова е земено за да сугерира постоење на изомерна состојба која се распаѓа со EЗ со полураспад од ~ 20 с. Потребни се дополнителни експерименти за да се потврди оваа задача.
4.3 257Db
Иследувањето за формирање и распаѓање на <sup>257</sup>Db го докажало постоењето на изомерна состојба. Првично, <sup>257</sup>Db биле однесени во распаѓање преку алфа емисија со енергии 9,16, 9,07 и 8,97 MeV. Мерењето на корелациите на овие распаѓања со оние од <sup>253</sup>Lr покажале дека 9,16 распаѓањето на MeV припаѓа на посебен изомер. Анализата на податоците во врска со теоријата ја доделило оваа активност во метастабилна состојба, <sup>257m</sup>Db. Основната состојба се распаѓа со алфа емисија со енергии 9,07 и 8,97 MeV. Спонтаното расцепување од <sup>257m,g</sup> Db не било потврдено во неодамнешните експерименти.
5 Хемиски приноси на изотопи
5.1 Ладно соединување
Табелата подолу дава пресеци и енергии на возбуда за реакции на ладно соединување кои директно произведуваат изотопи на дубниум. Податоците со задебелени букви ги претставуваат максималните добиени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.
Проектил, Цел, CN, 1n, 2n, 3n
<sup>51</sup>V, <sup>208</sup>Pb, <sup>259</sup>Db, 1.54 nb, 15.6 MeV, 1.8 nb, 23.7 MeV
<sup>50</sup>Ti, <sup>209</sup>Bi, <sup>259</sup>Db, 4.64 nb, 16.4 MeV, 2.4 nb, 22.3 MeV, 200 pb, 31,0 MeV
5.2 Топлo соединување
Табелата подолу дава пресеци и енергии на возбуда за реакции на топло соединување кои директно произведуваат изотопи на дубниум. Податоците со задебелени букви ги претставуваат максималните добиени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.
Проектил, Цел, CN, 3n, 4n, 5n
<sup>27</sup>Al, <sup>238</sup>U, <sup>265</sup>Db, +, +
<sup>22</sup>Ne, <sup>241</sup>Am, <sup>263</sup>Db, 1.6 nb, 3.6 nb
<sup>22</sup>Ne, <sup>243</sup>Am, <sup>265</sup>Db, +, +
<sup>19</sup>F, <sup>248</sup>Cm, <sup>267</sup>Db, 1.0 nb
<sup>18</sup>O, <sup>249</sup>Bk, <sup>267</sup>Db, 10.0 nb, 6.0 nb
6 Наводи
***** Half-life, spin, and isomer data selected from the following sources.
**********