鐽的同位素

鐽有11種同位素，其中最穩定的是半衰期14秒的281Ds。

## 圖表

267Ds

267.14377(15)#

3(+6−2) µs

9/2+#

269Ds

269.14475(3)

230(110) µs179(+245−66) µs

α

265Hs

3/2+#

270Ds

270.14458(5)

160(100) µs0.10(+14−4) ms

α

266Hs

0+

10(6) ms6.0(+82−22) ms

α

266Hs

(10)(−#)

271Ds

271.14595(10)#

210(170) ms

α

267Hs

11/2−#

1.3(5) ms

α

267Hs

9/2+#

273Ds

273.14856(14)#

0.17(+17−6) ms

α

269Hs

13/2−#

120 ms

3/2+#

275Ds

275.15203(45)#

62 µs

α

271Hs

SF (67%)

(various)

0+

α (33%)

272Hs

277Ds

277.15591(41)#

4.1 ms

α

273Hs

11/2+#

SF (87%)

(various)

α (13%)

275Hs

280Ds

280.16131(89)#

360µs

SF

(various)

0+

SF (94%)

(various)

3/2+#

α (6%)

277Hs

281mDs

3.7# min

α#

277mHs#

## 同位素及核性質

### 核合成

#### 能產生Z=110複核的目標、發射體組合

下表列出各種可用以產生110號元素的目標、發射體組合。

目標｜發射體｜CN｜結果

207Pb｜64Ni｜271Ds｜反應成功

208Pb｜64Ni｜272Ds｜反應成功

208Pb｜62Ni｜270Ds｜反應成功

209Bi｜59Co｜268Ds｜反應成功

232Th｜44Ca｜276Ds｜至今失敗

232Th｜48Ca｜280Ds｜反應成功

233U｜40Ar｜273Ds｜至今失敗

235U｜40Ar｜275Ds｜至今失敗

238U｜40Ar｜278Ds｜至今失敗

244Pu｜36S｜280Ds｜尚未嘗試

244Pu｜34S｜278Ds｜反應成功

248Cm｜30Si｜278Ds｜尚未嘗試

250Cm｜30Si｜280Ds｜尚未嘗試

249Cf｜26Mg｜275Ds｜尚未嘗試

251Cf｜26Mg｜277Ds｜尚未嘗試

#### 冷聚變

##### 208Pb(64Ni,xn)272-xDs(x=1)

GSI的科學家在1986年研究了這條反應，但沒有成功。計算出的截面限制在12 pb。1994年，他們使用改進了的設施，成功地檢測到9顆271Ds原子。GSI在2000年成功重現了這種反應，檢測到4個原子，勞倫斯伯克利國家實驗室則在2000年和2004年探測到9顆原子，而2002年日本理化學研究所也測得14顆原子。

##### 207Pb(64Ni,xn)271-xDs(x=1)

2000年10月至11月，GSI小組也在反應中使用207Pb目標體進行實驗，以尋找新的同位素270Ds。他們成功合成8個270Ds原子，其中包括基態270Ds和高自旋同核異構體270mDs。

##### 208Pb(62Ni,xn)270-xDs(x=1)

GSI的研究小組於1994年研究了這條反應，探測到3個269Ds原子。他們起初測定了第4條衰變鏈，但其後將其撤回。

##### 209Bi(59Co,xn)268-xDs

俄羅斯杜布納的小組在1986年首次研究這個反應。他們無法檢測到任何原子，測量的截面限制在1 pb。1995年，勞倫斯伯克利國家實驗室報告表明，他們成功地在1n中子蒸發通道中檢測到267Ds的單個原子。然而他們沒有測量某些衰變，因此需要進一步研究來確認這一發現。

#### 熱聚變

##### 232Th(48Ca,xn)280-xDs

杜布納的團隊在1986年首次嘗試用熱核聚變合成鐽元素。他們無法測量任何自發裂變活動，計算出的截面限制在1 pb。1997年11月和1998年10月，同樣的團隊在三個不同的實驗中重新研究這種反應。他們的新方法使用48Ca來合成超重元素。他們檢測到一些半衰期相對較長的自發裂變活動，並初步分配到衰變產物269Sg或265Rf，截面為5 pb。

##### 232Th(44Ca,xn)276-xDs

杜布納小組在1986年和1987年進行了這種反應，並在這兩個實驗中測量到10毫秒的自發裂變活動，分配到272Ds，截面為10 pb。目前認為這項裂變活動並不是來自鐽同位素的。

##### 238U(40Ar,xn)278-xDs

1987年，杜布納小組首次嘗試這種反應。他們只觀察到來自240mfAm和242mfAm的自發裂變，截面限制在1.6 pb。GSI小組於1990年首次研究這個反應，沒有檢測到任何鐽原子。2001年8月，GSI重複進行反應，但沒有成功，計算出的截面限制在1.0 pb。

##### 236U(40Ar,xn)276-xDs

1987年，杜布納小組首次嘗試這種反應，但沒有觀察到自發裂變活動。

##### 235U(40Ar,xn)275-xDs

1987年，杜布納小組首次嘗試這種反應，但沒有觀察到自發裂變活動。GSI團隊在1990年作進一步研究，同樣沒有檢測到鐽原子，截面限制在21 pb。

##### 233U(40Ar,xn)273-xDs

GSI團隊在1990年首次嘗試這條反應，但沒有檢測到鐽原子，截面限制在21 pb。

##### 244Pu(34S,xn)278-xDs(x=5)

1994年9月，杜布納小組在5n中子蒸發通道中檢測到273Ds的單個原子，截面只有400 fb。

#### 作為衰變產物

科學家也曾在更重元素的衰變產物中發現鐽的同位素。

蒸發殘留｜觀測到的鐽同位素

293Lv, 289Fl｜281Ds

291Lv, 287Fl, 283Cn｜279Ds

285Fl｜277Ds

277Cn｜273Ds

在一些實驗中，293Lv和289Fl衰變所產生的鐽同位素以8.77 MeV的能量進行α衰變，半衰期為3.7分鐘。雖然未經證實，但這項活動極有可能是與一個亞穩態同核異構體281mDs有關。

#### 撤回的同位素

##### 280Ds

首次合成鈇時所產生的兩個原子起初被認定為288Fl，其衰變到280Ds後進行自發裂變。後來該發現被改為289Fl，衰變產物則改為281Ds。280Ds最終於2021年被發現，半衰期為360 µs，會自發裂變。

##### 277Ds

1999年一項有關發現293Uuo的報告指出，277Ds以10.18 MeV能量進行α衰變，半衰期為3 ms。發現者於2001年撤回這項發現。這個同位素最後於2010年被合成，其衰變特性不符合此前的數據。

##### 273mDs

GSI在1996年合成277Cn（詳見鎶），其中一條衰變鏈以9.73 MeV能量進行α衰變，形成273Ds，半衰期為170毫秒。該數據無法得到證實，因此273mDs目前還是未知的。

##### 272Ds

在第一次嘗試合成鐽的實驗中，10毫秒的自發裂變活動被分配到272Ds，所用反應為232Th(44Ca,4n)。該同位素的發現已被撤回。

#### 核異構體

##### 281Ds

分別由289Fl或293Lv形成281Ds的兩條衰變鏈相互存在矛盾。最常見的衰變模式是自發裂變，半衰期為11秒。一個未經證實的罕見衰變模式是能量為8.77MeV的α衰變，觀察到的半衰期為3.7分鐘。這種衰變路徑十分特別，很可能是源自同核異構體能級，但需要進一步研究來確認這些報告。

##### 271Ds

直接合成271Ds的衰變數據清楚地表明存在兩個同核異構體。第一個所釋放的α粒子能量為10.74和10.69 MeV，半衰期為1.63毫秒；另一個的α粒子能量為10.71 MeV，半衰期為69毫秒。第一個同核異構體為基態，後者則為同核異能態。有科學家認為，由於兩種同核異構體的α衰變能量相近，因此同核異能態主要是以延遲同核異能躍遷的形式進行衰變的。

##### 270Ds

直接和成270Ds的實驗結果明確表明存在兩個同核異構體。基態270Ds通過α衰變形成266Hs，途中釋放一顆能量為11.03 MeV的α粒子，半衰期為0.1毫秒。亞穩態同樣進行α衰變，期間放射能量為12.15、11.15和10.95 MeV的α粒子，半衰期為6毫秒。亞穩態在釋放12.15 MeV能量的α粒子後，會形成266Hs的基態。這表明該亞穩態的能量比基態高出1.12 MeV。

### 同位素產量

下表列出直接合成鐽的聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

#### 冷聚變

發射體｜目標｜CN｜1n｜2n｜3n

62Ni｜208Pb｜270Ds｜3.5 pb

64Ni｜208Pb｜272Ds｜15 pb, 9.9 MeV

### 理論計算

#### 衰變特性

理論對不同鐽同位素半衰期的估值與實驗結果相符。尚未被發現的同位素294Ds的中子數為幻數，其α衰變半衰期預計長達311年。

#### 蒸發殘留物截面

下表列出各種目標-發射體組合，並給出最高的預計產量。

MD：多面；DNS：雙核系統；σ：截面

目標｜發射體｜CN｜通道（產物）｜σmax｜模型｜參考資料

208Pb｜64Ni｜272Ds｜1n (271Ds)｜10 pb｜DNS

232Th｜48Ca｜280Ds｜4n (276Ds)｜0.2 pb｜DNS

230Th｜48Ca｜278Ds｜4n (274Ds)｜1 pb｜DNS

238U｜40Ar｜278Ds｜4n (274Ds)｜2 pb｜DNS

## 參考文獻

- Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
- Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
- Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties , Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 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.

## 基本資料

- infobox_name：darmstadtium
- 貨幣符號：Ds
- 日語原文：鐽