Изотопи на рендгениумот

Рендгениумот (<sub>111</sub> Rg) — вештачки елемент и затоа не може да се даде стандардна атомска тежина. Како и сите вештачки елементи, нема стабилни изотопи. Првиот изотоп кој бил синтетизиран бил <sup>272</sup>Rg во 1994 година, што е и единствениот директно синтетизиран изотоп; сите други се распадни производи на потешки елементи. Познати се седум радиоизотопи, со масен број од 272, 274 и 278-282. Најдолговечниот изотоп е <sup>282</sup>Rg со полураспад од околу 2 минути, иако непотврдените <sup>283</sup>Rg и <sup>286</sup>Rg може да имаат подолг полураспад од околу 5,1 минути и 10.7 минути соодветно.
1 Список на изотопи
<sup>272</sup>Rg, 111, 161, 272.15327(25)#, α, <sup>268</sup>Mt, 5+#, 6+#
<sup>274</sup>Rg, 111, 163, 274.15525(23)#, α, <sup>270</sup>Mt
<sup>278</sup>Rg, 111, 167, 278.16159(42)#, <ref, α, <sup>274</sup>Mt
<sup>279</sup>Rg, 111, 168, 279.16288(45)#, <ref, α (87%), <sup>275</sup>Mt
СЦ (13%)<ref, (various)
<sup>280</sup>Rg, 111, 169, 280.16520(57)#, <ref, α (87%), <sup>276</sup>Mt
ЕЗ (13%), <sup>280</sup>Ds
<sup>281</sup>Rg, 111, 170, 281.16676(83)#, <ref, СЦ (86%), (various)
α (14%)<ref, <sup>277</sup>Mt
<sup>282</sup>Rg, 111, 171, 282.16934(63)#, α, <sup>278</sup>Mt
<sup>283</sup>Rg, 111, 172, 283.17110(73)#, 5.1 min?, СЦ, (various)
<sup>286</sup>Rg, 111, 175, 286.17876(49)#, 10.7 min?, α, <sup>282</sup>Mt
2 Изотопи и јадрени својства
2.1 Нуклеосинтеза
Супер-тешките елементи како што е рендгениумот се произведуваат со бомбардирање на полесни елементи во забрзувачите на честички кои предизвикуваат реакции на јадрено соединување. Додека најлесниот изотоп на рендгениумот, рендгениум-272, може да се синтетизира директно на овој начин, сите потешки изотопи на рендгениум се забележани само како распадни производи на елементи со поголем атомски број.
Во зависност од вклучените енергии, реакциите на јадрено соединување може да се категоризираат како „топли“ или „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 претставува цепење или да испарат 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. Вториот е различен концепт од оној каде што се тврди дека јадреното соединување се постигнува во услови на собна температура (види ладна фузија).
Табелата подолу содржи различни комбинации на цели и проектили кои би можеле да се користат за формирање на сложени јадра со Z=111.
Цел, Проектил, CN, Резултат од обидот
<sup>205</sup>Tl, <sup>70</sup>Zn, <sup>275</sup>Rg, Неуспеша реакција
<sup>208</sup>Pb, <sup>65</sup>Cu, <sup>273</sup>Rg, Успешна реакција
<sup>209</sup>Bi, <sup>64</sup>Ni, <sup>273</sup>Rg, Успешна реакција
<sup>231</sup>Pa, <sup>48</sup>Ca, <sup>279</sup>Rg, Реакцијата сè уште не дала резултати
<sup>238</sup>U, <sup>41</sup>K, <sup>279</sup>Rg, Реакцијата сè уште не дала резултати
<sup>244</sup>Pu, <sup>37</sup>Cl, <sup>281</sup>Rg, Реакцијата сè уште не дала резултати
<sup>248</sup>Cm, <sup>31</sup>P, <sup>279</sup>Rg, Реакцијата сè уште не дала резултати
<sup>250</sup>Cm, <sup>31</sup>P, <sup>281</sup>Rg, Реакцијата сè уште не дала резултати
2.3.1 Ладно соединување
Пред првата успешна синтеза на рендгениумот во 1994 година од страна на тимот ЦИТЈ, тим од Заедничкиот институт за јадрени истражувања (ЗИЈИ), Русија, исто така се обидел да синтетизира рендгениум со бомбардирање на бизмут-209 со никел-64 во 1986 година. Не биле идентификувани атоми на рентген. По надградбата на нивните капацитети, тимот успешно открил 3 атоми од <sup>272</sup>Rg во нивниот експеримент за откривање. Во 2002 година биле синтетизирани уште 3 атоми. Откритието на рендгениумот било потврдено во 2003 година кога тим од РИКЕН кој измерил распаѓање на 14 атоми од <sup>272</sup>Rg.
Истиот изотоп на рендгениумот, исто така, бил забележан од американски тим во Националната лабораторија Лоренс Беркли (НЛЛБ) од реакцијата:
: + → +
Оваа реакција била спроведена како дел од нивната студија за проектили со непарен атомски број во реакции на ладно соединување.
Реакцијата <sup>205</sup>Tl(<sup>70</sup>Zn,n)<sup>274</sup> Rg била испробана од тимот на РИКЕН во 2004 година и повторена во 2010 година во обид да се обезбеди откривање на нејзиниот родител <sup>278</sup>Nh:: + → +
Поради слабоста на целта на талиум, тие не биле во можност да пронајдат ниту еден атом од <sup>274</sup> g.
2.1.2 Распаден производ
+Список на изотопи на рендгениумот забележани преку распад, Остатоци од испарување, Набљудуван изотоп на ренген
<sup>294</sup> Lv, <sup>290</sup> Fl, <sup>290</sup> Nh ?, <sup>286</sup> Rg ?
<sup>287</sup> Fl, <sup>287</sup> Nh ?, <sup>283</sup> Rg ?
<sup>294</sup> Ts, <sup>290</sup> Mc, <sup>286</sup> Nh, <sup>282</sup> Rg
<sup>293</sup> Ts, <sup>289</sup> Mc, <sup>285</sup> Nh, <sup>281</sup> Rg <sup>288</sup> Mc, <sup>284</sup> Nh, <sup>280</sup> Rg <sup>287</sup> Mc, <sup>283</sup> Nh, <sup>279</sup> Rg <sup>286</sup> Mc, <sup>282</sup> Nh, <sup>278</sup> Rg <sup>278</sup> Nh, <sup>274</sup> Rg
Сите изотопи на рендгениумот, освен рендгениум-272, биле откриени само во ланците на распаѓање на елементите со повисок атомски број, како што е нихониумот. Нихониум моментално има шест познати изотопи, со уште два непотврдени; сите тие се подложени на алфа-распд за да станат јадра на рендгениум, со масовни броеви помеѓу 274 и 286. Матичните јадра на нихониум може да бидат самите распадни производи на московиум и тенесин, и (преку непотврдени гранки) флеровиум и ливермориум. На пример, во јануари 2010 година, тимот на Заедничкиот институт за јадрени истражувања (ЗИЈИ) го идентификувала рендгениум-281 како финален производ во распаѓањето на тенесин преку низата на алфа-распад:
: → +
: → +
: → +
2.2 Јадрен изомеризам
;<sup>274</sup>Rg
Два атома од <sup>274</sup>Rg се забележани во ланецот на распаѓање од <sup>278</sup>Nh. Тие се распаѓаат со алфа-емисија, емитувајќи алфа честички со различни енергии и имаат различен животен век. Покрај тоа, двата цели ланцу на распаѓање се смета дека се различни. Ова укажува на присуство на два јадрени изомери, но потребни се дополнителни истражувања.
;<sup>272</sup>Rg
Четири алфа честички емитирани од <sup>272</sup>Rg со енергии од 11,37, 11,03, 10,82 и 10,40 MeV се откриени. Центарот за истражување на тешки јони (ЦИТЈ) измерил <sup>272</sup>Rg за да има полураспад од 1,6 ms додека неодамнешните податоци од РИКЕН дале полураспад од 3,8 ms. Судирните податоци може да се должат на јадрени изомери, но денешните податоци се недоволни за да се дојде до цврсти задачи.
2.3 Хемиски приноси на изотопи
2.3.1 Ладно соединување
Табелата подолу дава пресеци и енергии на возбуда за реакции на ладно соединување кои директно произведуваат изотопи на рендгениум. Податоците со задебелени букви претставуваат максимални изведени од мерењата на функцијата на возбудување. + претставува набљудуван излезен канал.
Проектил, Цел, CN, 1n, 2n, 3n
<sup>64</sup> Ni, <sup>209</sup> Bi, <sup>273</sup> Rg, 3.5 pb, 12,5 MeV
<sup>65</sup> Cu, <sup>208</sup> Pb, <sup>273</sup> Rg, 1.7 pb, 13.2 MeV
2.4 Теоретски пресметки
2.4.1 Пресеци на остатоци од испарување
Табелата подолу содржи различни комбинации на цели-проектил за кои пресметките обезбедиле проценки за приносите на пресек од различни канали за испарување на неутрони. Даден е каналот со највисок очекуван принос.
DNS = Di-јадрен систем; σ = пресек
Цел, Проектил, CN, Канал (производ), σ <sub>макс</sub>, Модел, Уп
<sup>238</sup> U, <sup>41</sup> К, <sup>279</sup> Rg, 4n ( <sup>275</sup> Rg), 0,21 pb, DNS, <sup>244</sup> Pu, <sup>37</sup> Cl, <sup>281</sup> Rg, 4n ( <sup>277</sup> Rg), 0,33 pb, DNS, <sup>248</sup> Cm, <sup>31</sup> P, <sup>279</sup> Rg, 4n ( <sup>275</sup> Rg), 1,85 pb, DNS, <sup>250</sup> Cm, <sup>31</sup> P, <sup>281</sup> Rg, 4n ( <sup>277</sup> Rg), 0,41 pb, DNS,