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Isótopos del dubnio

El dubnio ( 105 Db) es un elemento sintético , por lo que no se puede proporcionar un peso atómico estándar . Como todos los elementos sintéticos, no tiene isótopos estables . El primer isótopo que se sintetizó fue el 261 Db en 1968. Se conocen trece radioisótopos , que van desde 255 Db a 270 Db (excepto 264 Db, 265 Db y 269 Db), junto con un isómero ( 257m Db); se han informado dos isómeros más, pero no están confirmados. El isótopo conocido de vida más larga es el 268 Db con una vida media de 16 horas.

Lista de isótopos

  1. ^ m Db – Isómero nuclear excitado .
  2. ^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
  3. ^ # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).
  4. ^ Modos de descomposición:
  5. ^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
  6. ^ # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
  7. ^ La existencia de este isómero no está confirmada.
  8. ^ El nucleido más pesado conocido que sufre desintegración β +
  9. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración del 282 Nh
  10. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración de 287 Mc
  11. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración de 288 Mc
  12. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración de 294 Ts

Historia de la nucleosíntesis

Fusión fría

En esta sección se estudia la síntesis de núcleos de dubnio mediante las denominadas reacciones de fusión "frías". Se trata de procesos que crean núcleos compuestos a baja energía de excitación (~10–20 MeV, de ahí el nombre de "fríos"), lo que conlleva una mayor probabilidad de supervivencia a la fisión. A continuación, el núcleo excitado se desintegra al estado fundamental mediante la emisión de uno o dos neutrones únicamente.

209 Bi( 50 Ti,xn) 259−x Db (x=1,2,3)

Los primeros intentos de sintetizar dubnio mediante reacciones de fusión en frío fueron realizados en 1976 por el equipo del FLNR, Dubna, utilizando la reacción anterior. Pudieron detectar una actividad de fisión espontánea (FS) de 5 s que asignaron a 257 Db. Esta asignación se corrigió más tarde a 258 Db. En 1981, el equipo de GSI estudió esta reacción utilizando la técnica mejorada de correlación de desintegraciones genéticas padre-hija. Pudieron identificar positivamente 258 Db, el producto del canal de evaporación de neutrones 1n. [17] En 1983, el equipo de Dubna revisó la reacción utilizando el método de identificación de un descendiente mediante separación química. Tuvieron éxito en medir las desintegraciones alfa de descendientes conocidos de la cadena de desintegración que comienza con 258 Db. Esto se tomó como una prueba de la formación de núcleos de dubnio. El equipo de GSI revisó la reacción en 1985 y pudo detectar 10 átomos de 257 Db. [18] Después de una importante actualización de sus instalaciones en 1993, en 2000 el equipo midió 120 desintegraciones de 257 Db, 16 desintegraciones de 256 Db y desintegraciones de 258 Db en la medición de las funciones de excitación 1n, 2n y 3n. Los datos recopilados para 257 Db permitieron un primer estudio espectroscópico de este isótopo e identificaron un isómero, 257m Db, y una primera determinación de una estructura de nivel de desintegración para 257 Db. [19] La reacción se utilizó en estudios espectroscópicos de isótopos de mendelevio y einstenio en 2003-2004. [20]

209 Bi( 49 Ti,xn) 258−x Db (x=2?)

Esta reacción fue estudiada por Yuri Oganessian y su equipo en Dubna en 1983. Observaron una actividad de SF de 2,6 s tentativamente asignada a 256 Db. Resultados posteriores sugieren una posible reasignación a 256 Rf, resultante de la ramificación EC de ~30% en 256 Db.

209 Bi( 48 Ti,xn) 257−x Db (x=1?,2)

Esta reacción fue estudiada por Yuri Oganessian y su equipo en Dubna en 1983. Observaron una actividad de 1,6 s con una ramificación alfa de ~80% y una ramificación SF de ~20%. La actividad se asignó provisionalmente a 255 Db. Resultados posteriores sugieren una reasignación a 256 Db. En 2005, el equipo de la Universidad de Jyväskylä estudió esta reacción. Observaron tres átomos de 255 Db con una sección transversal de 40 pb. [7]

208 Pb( 51 V,xn) 259−x Db (x=1,2)

El equipo de Dubna también estudió esta reacción en 1976 y pudo detectar nuevamente la actividad de SF de 5 s, primero asignada tentativamente a 257 Db y luego a 258 Db. En 2006, el equipo de LBNL volvió a investigar esta reacción como parte de su programa de proyectiles odd-Z. Pudieron detectar 258 Db y 257 Db en su medición de los canales de evaporación de neutrones 1n y 2n. [21]

207 Pb( 51 V,xn) 258−x Db

El equipo de Dubna también estudió esta reacción en 1976, pero esta vez no pudieron detectar la actividad de SF de 5 s, primero asignada provisionalmente a 257 Db y luego a 258 Db. En cambio, pudieron medir una actividad de SF de 1,5 s, asignada provisionalmente a 255 Db.

205 Tl( 54 Cr,xn) 259−x Db (x=1?)

El equipo de Dubna también estudió esta reacción en 1976 y pudo nuevamente detectar la actividad de SF de 5 s, primero asignada tentativamente a 257 Db y luego a 258 Db.

Fusión caliente

En esta sección se estudia la síntesis de núcleos de dubnio mediante las denominadas reacciones de fusión "calientes". Se trata de procesos que crean núcleos compuestos a una energía de excitación elevada (~40–50 MeV, de ahí el nombre de "calientes"), lo que reduce la probabilidad de supervivencia a la fisión y la cuasi-fisión. A continuación, el núcleo excitado se desintegra al estado fundamental mediante la emisión de 3–5 neutrones.

232 Th( 31 P,xn) 263−x Db (x=5)

Existen muy pocos informes de que Andreyev et al. estudiaron esta reacción con un haz de fósforo 31 en 1989 en el FLNR. Una fuente sugiere que no se detectaron átomos, mientras que una fuente mejor de los propios rusos indica que se sintetizó 258 Db en el canal 5n con un rendimiento de 120 pb.

238 U( 27 Al,xn) 265−x Db (x=4,5)

En 2006, como parte de su estudio sobre el uso de objetivos de uranio en la síntesis de elementos superpesados, el equipo LBNL dirigido por Ken Gregorich estudió las funciones de excitación de los canales 4n y 5n en esta nueva reacción. [22]

236 U( 27 Al,xn) 263−x Db (x=5,6)

Esta reacción fue estudiada por primera vez por Andreyev et al. en el FLNR, Dubna en 1992. Pudieron observar 258 Db y 257 Db en los canales de salida 5n y 6n con rendimientos de 450 pb y 75 pb, respectivamente. [23]

243 Am( 22 Ne,xn) 265−x Db (x=5)

Los primeros intentos de sintetizar dubnio fueron realizados en 1968 por el equipo del Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares (FLNR) en Dubna, Rusia. Observaron dos líneas alfa que asignaron tentativamente a 261 Db y 260 Db. Repitieron su experimento en 1970 buscando fisión espontánea . Encontraron una actividad de SF de 2,2 s que asignaron a 261 Db. En 1970, el equipo de Dubna comenzó a trabajar en el uso de termocromatografía de gradiente para detectar dubnio en experimentos químicos como un cloruro volátil. En su primera ejecución detectaron una actividad de SF volátil con propiedades de adsorción similares a NbCl 5 y diferentes a HfCl 4 . Esto se tomó como un indicador de la formación de núcleos de dvi-niobio como DbCl 5 . En 1971, repitieron el experimento químico utilizando una mayor sensibilidad y observaron desintegraciones alfa de un componente dvi-niobio, tomadas para confirmar la formación de 260 105. El método se repitió en 1976 utilizando la formación de bromuros y obtuvieron resultados casi idénticos, indicando la formación de un DbBr 5 volátil, similar al dvi-niobio .

241 Am( 22 Ne,xn) 263−x Db (x=4,5)

En 2000, científicos chinos del Instituto de Física Moderna (IMP) de Lanzhou anunciaron el descubrimiento del isótopo 259 Db, hasta entonces desconocido, formado en el canal de evaporación de neutrones 4n. También pudieron confirmar las propiedades de desintegración del 258 Db. [24]

248 cm ( 19 F,xn) 267−x Db (x=4,5)

Esta reacción se estudió por primera vez en 1999 en el Instituto Paul Scherrer (PSI) con el fin de producir 262 Db para estudios químicos. Se detectaron solo 4 átomos con una sección transversal de 260 pb. [25] Los científicos japoneses de JAERI estudiaron la reacción más a fondo en 2002 y determinaron los rendimientos del isótopo 262 Db durante sus esfuerzos por estudiar la química acuosa del dubnio. [26]

249 Bk( 18 O,xn) 267−x Db (x=4,5)

Tras el descubrimiento del 260 Db por Albert Ghiorso en 1970 en la Universidad de California (UC), el mismo equipo continuó en 1971 con el descubrimiento del nuevo isótopo 262 Db. También observaron una actividad de SF de 25 s no asignada, probablemente asociada con la rama SF ahora conocida de 263 Db. [27] En 1990, un equipo dirigido por Kratz en LBNL descubrió definitivamente el nuevo isótopo 263 Db en el canal de evaporación de neutrones 4n. [28] Esta reacción ha sido utilizada por el mismo equipo en varias ocasiones para intentar confirmar una rama de captura de electrones (EC) en 263 Db que conduce al 263 Rf de larga duración (véase rutherfordio ). [29]

249 Bk( 16O ,xn) 265−x Db (x=4)

Tras el descubrimiento del 260 Db por Albert Ghiorso en 1970 en la Universidad de California (UC), el mismo equipo continuó en 1971 con el descubrimiento del nuevo isótopo 261 Db. [27]

250 Cf( 15 N,xn) 265−x Db (x=4)

Tras el descubrimiento de 260 Db por Ghiorso en 1970 en el LBNL, el mismo equipo continuó en 1971 con el descubrimiento del nuevo isótopo 261 Db. [27]

249 Cf( 15 N,xn) 264−x Db (x=4)

En 1970, el equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) estudió esta reacción e identificó el isótopo 260 Db en su experimento de descubrimiento. Utilizaron la técnica moderna de correlación de desintegraciones genéticas padre-hija para confirmar su asignación. [30] En 1977, el equipo de Oak Ridge repitió el experimento y pudo confirmar el descubrimiento mediante la identificación de rayos X K del laurencio , su hija . [31]

254 Es( 13C ,xn) 267−x Db

En 1988, científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) utilizaron la reacción de fusión en caliente asimétrica con un objetivo de einstenio-254 para buscar los nuevos nucleidos 264 Db y 263 Db. Debido a la baja sensibilidad del experimento causada por el pequeño objetivo 254 Es, no pudieron detectar ningún residuo de evaporación (ER).

Desintegración de nucleidos más pesados

También se han identificado isótopos de dubnio en la desintegración de elementos más pesados. Las observaciones realizadas hasta la fecha se resumen en la siguiente tabla:

Cronología del descubrimiento de isótopos

Isomería

260Db

Datos recientes sobre la desintegración del 272 Rg han revelado que algunas cadenas de desintegración continúan hasta los 260 Db con tiempos de vida extraordinariamente más largos de lo esperado. Estas desintegraciones se han relacionado con un nivel isomérico que se desintegra por desintegración alfa con una vida media de ~19 s. Se requieren más investigaciones para permitir una asignación definitiva.

258Db

Se ha obtenido evidencia de un estado isomérico en 258 Db a partir del estudio de la desintegración de 266 Mt y 262 Bh. Se ha observado que las desintegraciones asignadas a una rama de captura de electrones (EC) tienen una vida media significativamente diferente a las que se desintegran por emisión alfa. Esto se ha interpretado como una sugerencia de la existencia de un estado isomérico que se desintegra por EC con una vida media de ~20 s. Se requieren más experimentos para confirmar esta asignación.

257Db

Un estudio de la formación y desintegración del 257 Db ha demostrado la existencia de un estado isomérico. Inicialmente, se suponía que el 257 Db se desintegraba por emisión alfa con energías de 9,16, 9,07 y 8,97 MeV. Una medición de las correlaciones de estas desintegraciones con las del 253 Lr ha demostrado que la desintegración de 9,16 MeV pertenece a un isómero separado. El análisis de los datos junto con la teoría ha asignado esta actividad a un estado metaestable, el 257m Db. El estado fundamental se desintegra por emisión alfa con energías de 9,07 y 8,97 MeV. La fisión espontánea del 257m,g Db no ha sido confirmada en experimentos recientes.

Esquemas de niveles de desintegración espectroscópica

257Db

Este es el esquema de nivel de desintegración sugerido actualmente para 257 Db g,m a partir del estudio realizado en 2001 por Hessberger et al. en GSI.

Rendimiento químico de los isótopos

Fusión fría

La siguiente tabla muestra las secciones transversales y las energías de excitación de las reacciones de fusión fría que producen isótopos de dubnio directamente. Los datos en negrita representan los máximos derivados de las mediciones de la función de excitación. + representa un canal de salida observado.

Fusión caliente

La siguiente tabla muestra las secciones transversales y las energías de excitación de las reacciones de fusión en caliente que producen isótopos de dubnio directamente. Los datos en negrita representan los máximos derivados de las mediciones de la función de excitación. + representa un canal de salida observado.

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