鎶的同位素 圖表 277Cn 112 165 27716364 15 11 7 ms 069 6924 ms 273Ds 32 281Cn 112 169 28116975 42 130 ms 277Ds 32 282Cn 112 170 2821705 7 08 ms SF various 0 rowspan2283Cn rowspan2112 rowspan2171 rowspan228317327 65 rowspan24 s 90 279Ds rowspan2 SF 10 various styletextindent1em 283mCn 這個同位素未被確認 colspan3 styletextindent2em 5 min SF various 284Cn 112 172 28417416 91 97 ms SF various 0 285Cn 112 173 28517712 60 29 s 281Ds 52 styletextindent1em 285mCn colspan3 styletextindent2em 89 min 281mDs 核合成 諸如鎶等超重元素都是在粒子加速器中用離子轟擊輕元素，誘導核聚變反應而產生的。大部分鎶的同位素可用這種方式直接合成，但一些較重的則只發現於更重元素的衰變產物中。 核聚變反應根據所涉及的能量被分為 熱聚變 和 冷聚變。在熱核聚變反應中，高能量的輕離子加速撞向質量高的目標體（多數用錒系元素），從而產生高激發能（約 40 至 50 MeV）的複核，並可能釋放 3 至 5 個中子。在冷聚變反應中，產生的原子核激發能（約 10 至 20 MeV）相對較低，這降低了發生裂變反應的機率。原子核冷卻到基態時，只釋放一個或兩個中子，因此產物的中子數可較高。此處所說的冷聚變反應有別於在室溫條件下發生的核聚變反應（見冷聚變）。 冷聚變 1996 年重離子研究所首次進行合成鎶的冷核聚變反應，並報告檢測到兩個 277Cn 的衰變鏈。 70_30mathrm Zn 208_82mathrm Pb to 277_112mathrm Cn 1_0mathrm n 2000 年，他們撤回了這項發現。在 2000 年重複進行的反應中，他們又合成了一個鎶原子。他們在 2002 年試圖測量 1n 激發能時，因 70Zn 束失敗而未能取得結果。日本理化學研究所於 2004 年證實了 277Cn 的發現。他們進一步發現了兩個 277Cn 原子，並確認了整個衰變鏈的衰變資料。 277Cn 合成成功後，重離子研究所在 1997 年使用 68Zn 進行了反應，以研究同位旋（富含中子）對化學產量的影響。 68_30mathrm Zn 208_82mathrm Pb to 275_112mathrm Cn 1_0mathrm n 科學家發現，用 62Ni 和 64Ni 離子合成鐽同位素時能提高產量，因此開啟了這項實驗。由於沒有檢測到 275Cn 的衰變鏈，所以截面限制在 12 pb。 1990 年，一些初步跡象顯示，用能量為幾個 GeV 的質子照射鎢目標體後，形成了鎶的同位素。重離子研究所和耶路撒冷大學因此合作研究了下列反應。 184_74mathrm W 88_38mathrm Sr to 271_112mathrm Cn 1_0mathrm n 他們探測到一些自發裂變活動和 125 MeV 能量的 α 衰變，並將兩者的源頭指向輻射俘獲產物 272Cn 或 1n 蒸發殘留物 271Cn。要證實這些結論，需要進行更多的研究。 熱聚變 1998 年，俄羅斯杜布納 Flerov 核研究實驗室（FLNR）開始了一個研究專案：使用鈣 48 核的熱聚變反應來合成超重元素。1998 年 3 月，他們聲稱已經達到以下反應： 238_92mathrm U 48_20mathrm Ca to 286x_112mathrm Cn x_0mathrm n x34 新合成的 283Cn 自發裂變成較輕的核素，半衰期約為 5 分鐘。 該產物的半衰期足夠長，所以科學家首次開始針對鎶進行化學氣態實驗。2000 年，杜布納的 Yuri Yukashev 重復實驗，但未能證實任何半衰期為 5 分鐘的自發裂變。2001 年重復的實驗中，自發裂變產生的八塊碎片積累於低溫部分，這表明鎶具有類似氡的屬性。不過，現在有些科學家高度懷疑這些結果的由來。為了確認鎶的合成，同一個團隊在 2003 年 1 月成功地重復了反應，證實了衰變模式和半衰期。他們還能夠計算出自發裂變活動質量的估值，約為 285。這有助證實該同位素的發現。 美國勞倫斯伯克利國家實驗室團隊在 2002 年進行反應時無法檢測到任何自發裂變，計算的截面限制在 16 pb。 2003 至 2004 年，杜布納的團隊使用了「杜布納天然氣填充反沖分離器」（DGFRS）重復進行了反應。這一次，283Cn 以 953 MeV 進行 α 衰變，半衰期約為 4 分鐘。研究人員也在 4n 通道中觀察到 282Cn（釋放出 4 個中子）。 2003 年，德國重離子研究所也參與尋找長度為 5 分鐘的自發裂變活動。和杜布納團隊的結果相似，他們也能夠在低溫部分探測到七塊自發裂變碎片。然而，這些自發裂變事件之間並無關聯，因此不是鎶原子核直接自發裂變產生的。這使科學家質疑鎶的化學特性是否真的和氡相似。在杜布納團隊公佈 283Cn 的不同衰變屬性後，重離子研究所團隊在 2004 年 9 月重復進行實驗。他們無法檢測到任何自發裂變事件，並計算出檢測一個事件的截面限制，約為 16 pb。 2005 年 5 月，重離子研究所進行了物理實驗，探測到單個 283Cn 原子進行了短半衰期的自發裂變，這意味著存在未知的自發裂變分支。然而，杜布納一開始已觀察到數次直接的自發裂變事件，但他們假定沒有探測到母核的 α 衰變。這些結果表明實際並不存在這個母核的 α 衰變事件。 2006 年，保羅謝爾研究所和 Flerov 核研究實驗室聯合進行實驗，以研究鎶的化學性質。實驗證實了 283Cn 的新衰變資料。他們在 287Fl 的衰變產物中觀測到兩個 283Cn 原子。實驗表明，鎶具有 12 族典型的屬性，是化學性質不穩定的金屬。 重離子研究所的小組在 2007 年 1 月成功地重現了他們的物理實驗，並檢測到三個 283Cn 原子，終於確認了 283Cn 的確是經 α 衰變和自發裂變的。 長度為 5 分鐘的自發裂變活動至今尚待證實。它可能源自一種同核異構體：283bCn。其產量收到了具體生產方式的影響。 233_92mathrm U 48_20mathrm Ca to 281x_112mathrm Cn x_0mathrm n Flerov 核研究實驗室小組於 2004 年研究了這個反應。他們無法檢測到任何鎶原子，計算的截面限制為 06 pb。該小組認為，這表明中子質量數會影響複核的蒸發殘渣的產量。 衰變產物 蒸發殘留 觀測到的鎶同位素 285Fl 281Cn 294Og 290Lv 286Fl 282Cn 291Lv 287Fl 283Cn 292Lv 288Fl 284Cn 293Lv 289Fl 285Cn 科學家也曾在鈇的衰變產物中觀察到鎶。鈇目前有五種已知的同位素，全都會經 α 衰變成為鎶原子，質量數介乎 281 至 285。其中質量數 281、284 和 285 的鎶同位素迄今只出現在鈇的衰變產物中。鈇本身也是鉝或鿫的衰變產物。至今已知的其他元素都不會衰變成鎶。 例如，2006 年 5 月，杜布納小組（聯合核研究所）確定 282Cn 是鿫的 α 衰變鏈的最終產物。該產物經過自發裂變成為較輕的核素。 294_118mathrm Og to 290_116mathrm Lv 4_2mathrm He 290_116mathrm Lv to 286_114mathrm Fl 4_2mathrm He 286_114mathrm Fl to 282_112mathrm Cn 4_2mathrm He 於 1999 年科學家聲稱合成了 293Og，報告指出 281Cn 以 1068MeV 能量進行 α 衰變，半衰期為 09 毫秒。報告在 2001 年遭撤回。281Cn 終於在 2010 年被合成，其衰變特性不符合此前的資料。 參考文獻 Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G Audi AH Wapstra C Thibault J Blachot and O Bersillon in Nuclear Physics A729 2003 Halflife spin and isomer data selected from these sources Editing notes on this articles talk page Audi Bersillon Blachot Wapstra The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties ，Nuc Phys A 729 pp 3128 2003 National Nuclear Data Center Brookhaven National Laboratory Information extracted from the NuDat 21 database retrieved Sept 2005 David R Lide ed Norman E Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics 85th Edition online version CRC Press Boca Raton Florida 2005 Section 11 Table of the Isotopes Cn