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Isótopos del livermorio

El livermorio ( 116 Lv) es un elemento sintético , por lo que no se puede dar un peso atómico estándar . Como todos los elementos artificiales, no tiene isótopos estables . El primer isótopo que se sintetizó fue el 293 Lv en 2000. Hay cinco radioisótopos conocidos , con números de masa 288 y 290-293, así como algunas indicaciones sugestivas de un posible isótopo más pesado, el 294 Lv. El isótopo conocido de vida más larga es el 293 Lv con una vida media de 53 ms. [2]

Lista de isótopos


  1. ^ m Lv – 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. ^ ab # – 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. ^ ab Este isótopo no está confirmado

Nucleosíntesis

Combinaciones de proyectil y objetivo que dan lugar a núcleos compuestos Z=116

La siguiente tabla contiene varias combinaciones de objetivos y proyectiles que podrían usarse para formar núcleos compuestos con número atómico 116.

Fusión fría

208Pb(82Sí,incógnitanorte)290− xNivel

En 1995, el equipo de GSI intentó sintetizar 290 Lv como producto de captura radiativa ( x = 0). No se detectaron átomos durante un experimento de seis semanas, alcanzando un límite de sección transversal de 3 pb. [6]

Fusión caliente

Esta sección trata de la síntesis de núcleos de livermorio mediante las llamadas reacciones de fusión "calientes". Se trata de procesos que crean núcleos compuestos a alta energía de excitación (~40–50 MeV, de ahí el nombre de "calientes"), lo que reduce la probabilidad de supervivencia a la fisión. El núcleo excitado se desintegra entonces al estado fundamental mediante la emisión de 3–5 neutrones. Las reacciones de fusión que utilizan núcleos de 48 Ca suelen producir núcleos compuestos con energías de excitación intermedias (~30–35 MeV) y a veces se las denomina reacciones de fusión "calientes". Esto conduce, en parte, a rendimientos relativamente altos de estas reacciones.

238tú(54Cr,incógnitanorte)292− xNivel (incógnita=4)

Existen indicios vagos de que el equipo de GSI intentó llevar a cabo esta reacción en 2006. No existen resultados publicados sobre el resultado, lo que presumiblemente indica que no se detectaron átomos. Esto es lo que se esperaba a partir de un estudio de la sistemática de las secciones eficaces para los objetivos de 238 U. [7]

En 2023, esta reacción se volvió a estudiar en la fábrica de elementos superpesados ​​del JINR en Dubna, como preparación para un futuro intento de síntesis del elemento 120 utilizando proyectiles de 54 Cr. Se informó de un átomo de 288 Lv; sufrió una desintegración alfa con un tiempo de vida de menos de 1 milisegundo. Se están realizando más análisis de la reacción y su sección transversal. [4]

244Pu(50Sí,incógnitanorte)294− xNivel (incógnita=4)

En 2024, se realizó esta reacción en el LBNL, en preparación para un futuro intento de síntesis del elemento 120 utilizando proyectiles de 50 Ti. Se produjeron con éxito dos átomos del isótopo conocido 290 Lv. [8] [9] [10] Esta fue la primera síntesis exitosa de un elemento superpesado utilizando proyectiles de 50 Ti y un objetivo de actínido; se informó que la sección transversal era0,44+0,58
-0,28 pb . [11]

248Centímetro(48California,incógnitanorte)296− xNivel (incógnita=2?,3,4,5?)

El primer intento de sintetizar livermorio lo llevó a cabo Ken Hulet y su equipo en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en 1977. No pudieron detectar ningún átomo de livermorio. [12] Posteriormente, Yuri Oganessian y su equipo en el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares (FLNR) intentaron la reacción en 1978 y fracasaron. En 1985, un experimento conjunto entre Berkeley y el equipo de Peter Armbruster en GSI, el resultado fue nuevamente negativo con un límite de sección transversal calculado de 10-100 pb. [13]

En 2000, los científicos rusos de Dubna finalmente lograron detectar un solo átomo de livermorio, asignado al isótopo 292 Lv. [14] En 2001, repitieron la reacción y formaron otros 2 átomos en un experimento de confirmación de su descubrimiento. Un tercer átomo fue asignado tentativamente a 293 Lv sobre la base de una desintegración alfa parental fallida. [15] En abril de 2004, el equipo realizó el experimento nuevamente a mayor energía y pudo detectar una nueva cadena de desintegración, asignada a 292 Lv. Sobre esta base, los datos originales fueron reasignados a 293 Lv. Por lo tanto, la cadena tentativa posiblemente esté asociada con una rama de desintegración rara de este isótopo o un isómero, 293m Lv; Dada la posible reasignación de su hija a 290 Fl en lugar de 289 Fl, también podría concebirse que sea 294 Lv, aunque todas estas asignaciones son tentativas y necesitan confirmación en futuros experimentos dirigidos al canal 2n. [16] [17] En esta reacción, se detectaron dos átomos adicionales de 293 Lv. [18]

En 2007, en un experimento GSI-SHIP, además de cuatro cadenas 292 Lv y una cadena 293 Lv, se observó otra cadena, inicialmente no asignada pero que luego se demostró que era 291 Lv. Sin embargo, no está claro si proviene de la reacción 248 Cm( 48 Ca,5n) o de una reacción con un isótopo de curio más ligero (presente en el objetivo como una mezcla), como 246 Cm( 48 Ca,3n). [19] [20]

En un experimento realizado en el GSI durante junio y julio de 2010, los científicos detectaron seis átomos de livermorio: dos átomos de 293 Lv y cuatro átomos de 292 Lv. Pudieron confirmar tanto los datos de desintegración como las secciones transversales de la reacción de fusión. [21]

Un experimento de 2016 en RIKEN destinado a estudiar la reacción 48 Ca+ 248 Cm aparentemente detectó un átomo que podría asignarse a la desintegración alfa de 294 Lv en 290 Fl y 286 Cn, que experimentó una fisión espontánea; sin embargo, se pasó por alto el primer alfa del nucleido de livermorio producido. [5]

245Centímetro(48Ca,xn)293−xNivel (x=2,3)

Para ayudar a la asignación de números de masa isotópica para el livermorio, en marzo-mayo de 2003 el equipo de Dubna bombardeó un objetivo de 245 Cm con 48 iones Ca. Pudieron observar dos nuevos isótopos, asignados a 291 Lv y 290 Lv. [22] Este experimento se repitió con éxito en febrero-marzo de 2005, donde se crearon 10 átomos con datos de desintegración idénticos a los informados en el experimento de 2003. [23]

Como producto de descomposición

También se ha observado livermorio en la desintegración del oganesón . En octubre de 2006 se anunció que se habían detectado tres átomos de oganesón mediante el bombardeo de californio -249 con iones de calcio-48, que luego se desintegraron rápidamente en livermorio. [23]

La observación de la hija 290 Lv permitió la asignación del progenitor a 294 Og y confirmó la síntesis de oganesón.

Fisión de núcleos compuestos con Z=116

Entre 2000 y 2006 se han realizado varios experimentos en el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares en Dubna para estudiar las características de fisión de los núcleos compuestos 296,294,290 Lv. Se han utilizado cuatro reacciones nucleares, a saber , 248 Cm+ 48 Ca, 246 Cm + 48 Ca, 244 Pu+ 50 Ti y 232 Th+ 58 Fe. Los resultados han revelado que los núcleos como este se fisionan predominantemente expulsando núcleos de capa cerrada como 132 Sn ( Z  = 50, N  = 82). También se encontró que el rendimiento de la vía de fusión-fisión era similar entre los proyectiles de 48 Ca y 58 Fe, lo que indica un posible uso futuro de proyectiles de 58 Fe en la formación de elementos superpesados. Además, en experimentos comparativos de síntesis de 294 Lv utilizando proyectiles de 48 Ca y 50 Ti, el rendimiento de la fusión-fisión fue aproximadamente tres veces menor para 50 Ti, lo que también sugiere un uso futuro en la producción de SHE. [24]

Isótopos retraídos

289Nivel

En 1999, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley anunciaron la síntesis de 293 Og (ver oganesson ), en un artículo publicado en Physical Review Letters . [25] El supuesto isótopo 289 Lv se desintegró por emisión alfa de 11,63 MeV con una vida media de 0,64 ms. Al año siguiente, publicaron una retractación después de que otros investigadores no pudieron duplicar los resultados. [26] En junio de 2002, el director del laboratorio anunció que la afirmación original del descubrimiento de estos dos elementos se había basado en datos inventados por el autor principal Victor Ninov . Como tal, este isótopo del livermorio es actualmente desconocido.

Cronología del descubrimiento de isótopos

Rendimientos de isótopos

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

Cálculos teóricos

Características de la descomposición

El cálculo teórico en un modelo de tunelaje cuántico respalda los datos experimentales relacionados con la síntesis de 293 Lv y 292 Lv. [27] [28]

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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