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Isótopos del roentgenio

El roentgenio ( 111 Rg) es un elemento sintético y, por lo tanto, 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 272 Rg en 1994, que también es el único isótopo sintetizado directamente; todos los demás son productos de desintegración de elementos más pesados. Hay siete radioisótopos conocidos , con números de masa de 272, 274 y 278-282. El isótopo de vida más larga es el 282 Rg con una vida media de aproximadamente 2 minutos, aunque los no confirmados 283 Rg y 286 Rg pueden tener vidas medias más largas de aproximadamente 5,1 minutos y 10,7 minutos respectivamente.

Lista de isótopos

  1. ^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
  2. ^ # – 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).
  3. ^ Modos de descomposición:
  4. ^ # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
  5. ^ No se sintetiza directamente, se produce como producto de desintegración de 278 Nh
  6. ^ No se sintetiza directamente, se presenta como producto de desintegración de 282 Nh
  7. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración de 287 Mc
  8. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración de 288 Mc
  9. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración de 293 Ts
  10. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración de 294 Ts
  11. ^ No se sintetiza directamente, se produce en la cadena de desintegración de 287 Fl; no confirmado
  12. ^ No se sintetiza directamente, se presenta en la cadena de desintegración de 290 Fl y 294 Lv; no confirmado

Isótopos y propiedades nucleares

Nucleosíntesis

Los elementos superpesados ​​como el roentgenio se producen bombardeando elementos más ligeros en aceleradores de partículas que inducen reacciones de fusión . Mientras que el isótopo más ligero del roentgenio, el roentgenio-272, se puede sintetizar directamente de esta manera, todos los isótopos más pesados ​​del roentgenio solo se han observado como productos de desintegración de elementos con números atómicos más altos . [8]

Dependiendo de las energías involucradas, las reacciones de fusión pueden clasificarse como "calientes" o "frías". En las reacciones de fusión caliente, proyectiles muy ligeros y de alta energía se aceleran hacia objetivos muy pesados ​​( actínidos ), dando lugar a núcleos compuestos a alta energía de excitación (~40–50  MeV ) que pueden fisionarse o evaporar varios neutrones (3 a 5). [9] En las reacciones de fusión fría, los núcleos fusionados producidos tienen una energía de excitación relativamente baja (~10–20 MeV), lo que disminuye la probabilidad de que estos productos experimenten reacciones de fisión. A medida que los núcleos fusionados se enfrían al estado fundamental , requieren la emisión de solo uno o dos neutrones y, por lo tanto, permiten la generación de productos más ricos en neutrones. [8] Este último es un concepto distinto del de la fusión nuclear que se afirma que se logra en condiciones de temperatura ambiente (ver fusión fría ). [10]

La siguiente tabla contiene varias combinaciones de objetivos y proyectiles que podrían usarse para formar núcleos compuestos con Z = 111.

Fusión fría

Antes de la primera síntesis exitosa de roentgenio en 1994 por el equipo de GSI , un equipo del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna , Rusia, también intentó sintetizar roentgenio bombardeando bismuto-209 con níquel-64 en 1986. No se identificaron átomos de roentgenio. Después de una actualización de sus instalaciones, el equipo de GSI detectó con éxito 3 átomos de 272 Rg en su experimento de descubrimiento. [11] Se sintetizaron otros 3 átomos en 2002. [12] El descubrimiento de roentgenio se confirmó en 2003 cuando un equipo de RIKEN midió las desintegraciones de 14 átomos de 272 Rg. [13]

El mismo isótopo de roentgenio también fue observado por un equipo estadounidense en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) a partir de la reacción:

208
82Pb
+65
29Cu
→272
111Rg
+
norte

Esta reacción se llevó a cabo como parte de su estudio de proyectiles con número atómico impar en reacciones de fusión fría. [14]

El equipo RIKEN intentó la reacción 205 Tl( 70 Zn,n) 274 Rg en 2004 y la repitió en 2010 en un intento de asegurar el descubrimiento de su progenitor 278 Nh: [15]

205
81El
+70
30Zinc
→274
111Rg
+
norte

Debido a la debilidad del objetivo de talio, no pudieron detectar ningún átomo de 274 Rg. [15]

Como producto de descomposición

Todos los isótopos del roentgenio, excepto el roentgenio-272, se han detectado únicamente en las cadenas de desintegración de elementos con un número atómico más alto , como el nihonio . El nihonio tiene actualmente seis isótopos conocidos, con dos más sin confirmar; todos ellos sufren desintegraciones alfa para convertirse en núcleos de roentgenio, con números másicos entre 274 y 286. Los núcleos progenitores del nihonio pueden ser en sí mismos productos de desintegración del moscovio y la tenesina , y (a través de ramas no confirmadas) del flerovio y el livermorio . [19] Por ejemplo, en enero de 2010, el equipo de Dubna ( JINR ) identificó el roentgenio-281 como un producto final en la desintegración de la tenesina a través de una secuencia de desintegración alfa: [16]

293
117Ts
→289
115Mc
+4
2Él
289
115Mc
→285
113Nueva Hampshire
+4
2Él
285
113Nueva Hampshire
→281
111Rg
+4
2Él

Isomería nuclear

274 Régimen

Se han observado dos átomos de 274 Rg en la cadena de desintegración de 278 Nh. Se desintegran por emisión alfa , emitiendo partículas alfa con energías diferentes y tienen tiempos de vida diferentes. Además, las dos cadenas de desintegración enteras parecen ser diferentes. Esto sugiere la presencia de dos isómeros nucleares, pero se requiere más investigación. [18]

272 Régimen

Se han detectado cuatro partículas alfa emitidas desde el 272 Rg con energías de 11,37, 11,03, 10,82 y 10,40 MeV. El GSI ha determinado que el 272 Rg tiene una vida media de 1,6 ms, mientras que datos recientes del RIKEN han determinado que su vida media es de 3,8 ms. Los datos contradictorios pueden deberse a isómeros nucleares, pero los datos actuales son insuficientes para llegar a una asignación firme. [11] [13]

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 roentgenio directamente. Los datos en negrita representan los máximos derivados de las mediciones de la función de excitación. + representa un canal de salida observado.

Cálculos teóricos

Secciones transversales de residuos de evaporación

La siguiente tabla contiene varias combinaciones de objetivos y proyectiles para los cuales los cálculos han proporcionado estimaciones de rendimientos de sección transversal de varios canales de evaporación de neutrones. Se indica el canal con el mayor rendimiento esperado.

DNS = Sistema dinuclear; σ = sección transversal

Referencias

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  6. ^ abcdef Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, VK; Kovrizhnykh, ND; et al. (2022). "Nuevo isótopo 286Mc producido en la reacción 243Am+48Ca". Physical Review C . 106 (64306): 064306. Bibcode :2022PhRvC.106f4306O. doi : 10.1103/PhysRevC.106.064306 . S2CID  254435744.
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