ローレンシウムの同位体

ローレンシウム の同位体（₁₀₃ Lr）

主な同位体[ 1 ] 減衰 アイソトープ 豊富 半減期（t 1/2） モード 製品 ^255リットル シンセ 31秒 α ^251メリーランド州 β ^+ ^255いいえ ^256リットル シンセ 28秒 α ^252メリーランド州 β ^+ ^256いいえ ^260リットル シンセ 3.0分 α ^256メリーランド州 β ^+ ^260いいえ ^261リットル シンセ 39分 SF – ^262リットル シンセ 4時間 β ^+ ^262いいえ SF – ^264リットル シンセ 4.8時間[ 2 ] SF – ^266リットル シンセ 11時間 SF –

ローレンシウム（₁₀₃ Lr）は合成元素であるため、標準的な原子量を与えることはできません。他の合成元素と同様に、安定同位体は存在しません。最初に合成された同位体は1961年の^{258 Lrです。263 Lr}と²⁶⁵ Lrを除く^{251 Lrから266} Lrまでの14の同位体と7つの異性体が知られています。最も長寿命の同位体は²⁶⁶ Lrで、半減期は11時間です。

同位体のリスト

核種[ n 1 ]	Z	北	同位体質量( Da ) [ 3 ] [ n 2 ] [ n 3 ]	半減期[ 1 ]	減衰モード[ 1 ] [ n 4 ]	娘同位体	スピンとパリティ[ 1 ] [ n 5 ] [ n 6 ]
	励起エネルギー[ n 6 ]
^251 Lr [ 4 ]	103	148	251.09429(22)#	24.4+7.0 −4.5 MS	α	^247メリーランド州	7月2日
					SF [ 5 ] [ n 7 ]	（様々な）
^251m Lr [ 4 ]	117(27) keV			42+42 −14 MS	α	^247メリーランド州	1/2−
^252 Lr [ n 8 ]	103	149	252.09505(20)#	369(75)ミリ秒	α（約98％）	^248メリーランド州	7−#
					SF（約2％）	（様々な）
^253リットル	103	150	253.09503(18)	632(46)ミリ秒	α（99％）	^249メリーランド州	（7月2日〜）
					SF（1.0％）	（様々な）
^253m Lr [ n 9 ]	30(100)# keV			1.32(14)秒	α（88％）	^249メリーランド州	（1/2−）
					SF（12％）	（様々な）
^254 Lr [ 6 ]	103	151	254.09624(10)	12.0(9)秒	α（71.7％）	^250 Md	4+#
					β ^+ (28.3%)	^254いいえ
					SF（<0.1%）	（様々な）
^254m全長	110(6) keV [ 7 ]			20.3(4.1)秒	α	^250 Md	1+#
^255リットル	103	152	255.096562(19)	31.1(11) s	α（85％）	^251メリーランド州	1/2− [ 4 ]
					β ^+（15％）[ 8 ]	^255いいえ
^255m1ラージ	32(2) keV [ 7 ]			2.54(5)秒	IT（約60％）	^255リットル	（7月2日〜）
					α（約40％）	^251メリーランド州
^255m2広さ	796(12) keV			<1 μs	それ	^255m1ラージ	（15/2+）
^255m3リットル	1465(12) keV			1.78(5)ミリ秒	それ	^255m2広さ	（25/2+）
^256リットル	103	153	256.09849(9)	27.9(10)秒	α（85％）	^252メリーランド州	(0−,3−)#
					β ^+ (15%)	^256いいえ
					SF（<0.03％）	（様々な）
^257リットル	103	154	257.09948(5)#	6.0(4)秒	α	^253メリーランド州	7/2−#
^257m全長	100(50)# keV			203+164 −63 MS [0.27(12)秒]	α?	^253メリーランド州	（1/2−）
					それ？	^257リットル
^258リットル	103	155	258.10175(11)#	3.92(33)秒	α（97.4％）	^254メリーランド州
					β ^+ (2.6%)	^258いいえ
^259リットル	103	156	259.10290(8)#	6.2(3) s	α（78％）	^255メリーランド州	1/2−#
					SF（22％）	（様々な）
^260リットル	103	157	260.10550(13)#	3.0(5)分	α（80％）	^256メリーランド州
					β ^+ (20%)	^260いいえ
^261リットル	103	158	261.10688(22)#	39(12)分	SF	（様々な）	1/2−#
^262リットル	103	159	262.10962(22)#	〜4時間	β ^+	^262いいえ
					SF	（様々な）
^264 Lr [ n 10 ]	103	161	264.11420(47)#	4.8+2.2 −1.3 h [ 2 ]	SF	（様々な）
^266 Lr [ n 11 ]	103	163	266.11987(58)#	11+21 −5 h [22(14) 時間]	SF	（様々な）
この表のヘッダーとフッター: ビュー

1. ^m Lr – 励起核異性体。
2. ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。
3. # – 原子質量は # でマークされています。値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されています。
4. 崩壊のモード:

   SF：

   自発核分裂

5. ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。
6. # – # でマークされた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣核種の傾向 (TNN) から導き出されたものです。
7. ^2つの251 Lr状態のアルファ崩壊が報告された実験では、自発的な核分裂分岐を考慮していなかった。 ^{[ 4 ]}
8. 直接合成されず、 ²⁵⁶ Dbの崩壊生成物として発生する。
9. 基底状態と異性体の順序は不明です。
10. ^{直接合成されず、 288} Mcの崩壊生成物として生じる。
11. ^{直接合成されず、 294} Tsの崩壊生成物として生じる。

元素合成

常温核融合

²⁰⁵ Tl( ⁵⁰ Ti,xn) ^255−x Lr (x=2)

この反応は、1976年にユーリ・オガネシアンと彼のFLNRチームによって一連の実験で研究されました。2n出口チャネルで²⁵³ Lrが形成される証拠が示されました。2022年には、2つの状態（²⁵³ Lrと^253m Lr）が発見されました。

²⁰³ Tl( ⁵⁰ Ti,xn) ^253−x Lr (x=2)

この反応は、1976年にユーリ・オガネシアンと彼のFLNRチームによって一連の実験で研究されました。2022年には、2つの状態（²⁵¹ Lrと^251m Lr）が発見されました。

²⁰⁸ Pb( ⁴⁸ Ti,pxn) ^255−x Lr (x=1?)

この反応は1984年にFLNRのユーリ・オガネシアンによって報告されました。研究チームは²⁵⁴ Lrの子孫である²⁴⁶ Cfの崩壊を検出することに成功しました。

²⁰⁸ Pb( ⁴⁵ Sc,xn) ^253−x Lr

この反応は、1976年にユーリ・オガネシアンと彼のFLNRチームによって一連の実験で研究されました。結果はすぐには得られていません。

²⁰⁹ Bi( ⁴⁸ Ca,xn) ^257−x Lr (x=2)

^{この反応は、 255} Lrの分光学的特性を研究するために用いられてきました。GANILのチームは2003年にこの反応を用い、FLNRのチームは2004年から2006年にかけて、^{255 Lrの崩壊機構に関する更なる情報を提供するためにこの反応を用いました。この研究により、 255} Lrに異性体準位が存在するという証拠が得られました。

熱核融合

²⁴³ Am( ¹⁸ O,xn) ^261−x Lr (x=5)

この反応は1965年にFLNRのチームによって初めて研究されました。彼らは45秒の特徴的な崩壊を示す放射能を検出し、²⁵⁶ Lrまたは^{257 Lrに帰属させました。その後の研究で256} Lrへの帰属が示唆されました。1968年のさらなる研究では、半減期35秒の8.35～8.60MeVのアルファ放射能が示されました。この放射能も当初は²⁵⁶ Lrまたは²⁵⁷ Lrに帰属されていましたが、後に²⁵⁶ Lrのみに帰属されました。

²⁴³ Am( ¹⁶ O,xn) ^259−x Lr (x=4)

この反応は1970年にFLNRのチームによって研究され、半減期20秒の8.38MeVアルファ線放射を検出することに成功しました。これは^255Lrに帰属されました。

²⁴⁸ Cm( ¹⁵ N,xn) ^263−x Lr (x=3,4,5)

この反応は1971年、LBNLのチームによるローレンシウム同位体に関する大規模な研究の中で研究されました。彼らは、3-5n出口チャネルから ²⁶⁰ Lr、²⁵⁹ Lr、^{258 Lrにアルファ線放射能を割り当てることに成功しました。}

²⁴⁸ Cm( ¹⁸ O,pxn) ^265−x Lr (x=3,4)

この反応は1988年にLBNL ^{[ 9 ]}で、特殊な^{254 Es標的を使用せずに262} Lrと²⁶¹ Lrを生成できる可能性を調べるために研究され、見事に達成されました。反応からLrを化学的に精製した後、半減期を44分に改善して²⁶¹ Lrからの核分裂を測定することができました。生成断面積は700 pbで、このことから、この同位体がp4nチャネルではなく5nチャネルで生成された場合、 ^261m Rfの電子捕獲分岐が14%であると計算されました。これは上限であり、p4nチャネルが発生すると判定されました。次に、より低い衝撃エネルギー（97 MeVではなく93 MeV）を使用して、 p3nチャネルでの^{262 Lrの生成を測定しました。262 Rfの}電子捕獲はごくわずかであると計算されたため、4nチャネルは考慮されませんでした。同位体は検出に成功し、240 pbの断面積が測定されました。このp3nチャネルの検出は、より軽い同位体であるp4nの帰属を裏付けるものでした。SFとEC+SFの崩壊モードを区別する試みは行われていませんでした。

²⁴⁶ Cm( ¹⁴ N,xn) ^260−x Lr (x=3?)

この反応は1958年にLBNLで濃縮²⁴⁴ Cm標的（²⁴⁶ Cmの5%）を用いて短期間研究されました。彼らは約9MeVのα線放射を観測し、半減期は約0.25秒でした。その後の結果から、暫定的に3nチャネルからの ²⁵⁷ Lrに帰属されることが示唆されています。

²⁴⁴ Cm( ¹⁴ N,xn) ^258−x Lr

この反応は1958年にLBNLで濃縮²⁴⁴ Cm標的（²⁴⁶ Cmの5%）を用いて短期間研究されました。彼らは約9 MeVのα線放射能を観測し、半減期は約0.25秒でした。その後の結果から、 ²⁴⁶ Cm成分を含む3nチャネルからの²⁵⁷ Lrが暫定的に放射能源であると示唆されています。244 Cm成分との反応に帰属された放射能は^報告されていません。

²⁴⁹ Bk( ¹⁸ O,αxn) ^263−x Lr (x=3)

この反応は1971年、LBNLのチームによるローレンシウム同位体に関する大規模研究の中で研究されました。彼らは^{260 Lrに帰属する放射能を検出することに成功しました。この反応は1988年にローレンシウムの水溶液中の化学反応を研究するためにさらに研究されました。260 Lrでは合計23}回のアルファ崩壊が測定され、平均エネルギーは8.03 MeV、半減期は2.7分に改善されました。計算された断面積は8.7 nbでした。

²⁵² Cf( ¹¹ B,xn) ^263−x Lr (x=5,7??)

この反応は、1961年にカリフォルニア大学でアルバート・ギオルソによってカリホルニウム標的（²⁵² Cf 52%）を用いて初めて研究されました。彼らは8.6、8.4、8.2 MeVの3つのアルファ線放射を観測し、半減期はそれぞれ約8秒と15秒でした。8.6 MeVの放射は暫定的に²⁵⁷ Lrに帰属されました。その後の研究結果から、5n出口チャネルに起因する²⁵⁸ Lrへの帰属変更が示唆されています。8.4 MeVの放射も^{257 Lrに帰属されました。その後の研究結果から、 256} Lrへの帰属変更が示唆されています。これは、7nチャネルではなく、標的に含まれる33%の²⁵⁰ Cf成分に起因する可能性が高いです。8.2 MeVはその後、ノーベリウムと関連付けられました。

²⁵² Cf( ¹⁰ B,xn) ^262−x Lr (x=4,6)

この反応は、1961年にカリフォルニア大学でアルバート・ギオルソによってカリホルニウム標的（²⁵² Cf 52%）を用いて初めて研究されました。彼らは8.6、8.4、8.2 MeVの3つのアルファ線放射を観測し、半減期はそれぞれ約8秒と15秒でした。8.6 MeVの放射は暫定的に^{257 Lrに帰属されましたが、その後の研究結果から258} Lrへの帰属が示唆されました。8.4 MeVの放射も²⁵⁷ Lrに帰属されましたが、その後の研究結果から²⁵⁶ Lrへの帰属が示唆されました。8.2 MeVはその後ノーベリウムと関連付けられました。

²⁵⁰ Cf( ¹⁴ N,αxn) ^260−x Lr (x=3)

この反応は1971年にLBNLで研究され、8.87MeVと8.82MeVの2つのアルファ線を伴う0.7sアルファ放射能を特定しました。これは²⁵⁷ Lrに帰属されました。

²⁴⁹ Cf( ¹¹ B,xn) ^260−x Lr (x=4)

この反応は、ローレンシウムの水溶液中での化学反応を研究する試みとして、1970年にLBNLで初めて研究されました。彼らはLr ^3+の活性を測定することに成功しました。この反応は1976年にオークリッジで再現され、同時発生X線測定によって26s ²⁵⁶ Lrの存在が確認されました。

²⁴⁹ Cf( ¹² C,pxn) ^260−x Lr (x=2)

この反応は1971年にLBNLの研究チームによって研究され、p2nチャネルから ^{258 Lrに帰属する活性を検出することに成功しました。}

²⁴⁹ Cf( ¹⁵ N,αxn) ^260−x Lr (x=2,3)

この反応は1971年にLBNLの研究チームによって研究され、 α2n、α3n、そしてチャネルから²⁵⁸ Lrと^{257 Lrに帰属される放射能を検出することに成功しました。この反応は1976年にオークリッジで再現され、 258} Lrの合成が確認されました。

²⁵⁴ Es + ²² Ne – 転送

この反応は1987年にLLNLで研究されました。^{[ 10 ]}彼らは、²² Ne核から^{254 Es標的への移行に起因する、 261} Lrと^{262 Lrに帰属される新たな}自発核分裂（SF）活性を検出することに成功しました。さらに、ノーベリウムK殻X線との遅延同時計数で5 msのSF活性が検出され、これは²⁶² Lrの電子捕獲に起因する²⁶² Noに帰属されました。

崩壊生成物

ローレンシウムの同位体は、より重い元素の崩壊においても特定されています。これまでの観測結果は以下の表にまとめられています。

他の原子核の崩壊生成物として生成されるローレンシウム同位体のリスト

親核種	観測されたローレンシウム同位体
^294 Ts、^290 Mc、^286 Nh、^282 Rg、^278 Mt、^274 Bh、^270 Db	^266リットル
^288 Mc、^284 Nh、^280 Rg、^276 Mt、^272 Bh、^268 Db	^264リットル
^267 Bh、^263 Db	^259リットル
^278 Nh、^274 Rg、^270 Mt、^266 Bh、^262 Db	^258リットル
^261デシベル	^257リットル
^272 Rg、^268 Mt、^264 Bh、^260 Db	^256リットル
^259デシベル	^255リットル
^266 Mt、^262 Bh、^258 Db	^254リットル
^261 Bh、^257 Db ^g、m	^253 Lr ^g,m
^260 Bh、^256 Db	^252リットル
^255デシベル	^251リットル

同位体

既知のローレンシウム同位体の概要

アイソトープ	発見年	発見反応
^251ラージ^グラム	2005	^209 Bi( ^48 Ti,2n)
^251リットル^メートル	2022	^203 Tl( ^50 Ti,2n)
^252リットル	2001	^209 Bi( ^50 Ti,3n)
^253ラージ^グラム	1985	^209 Bi( ^50 Ti,2n)
^253リットル^メートル	2001	^209 Bi( ^50 Ti,2n)
^254ラージ^グラム	1985	^209 Bi( ^50 Ti,n)
^254リットル^メートル	2019
^255ラージ^グラム	1970	^243 Am( ^16 O,4n)
^255リットル^m1	2006
^255 ㎡^​	2009
^255リットル^m3	2008
^256リットル	1961年？1965年？1968年？1971年	^252 Cf( ^10 B,6n)
^257ラージ^グラム	1958年？1971年	^249 Cf( ^15 N,α3n)
^257リットル^メートル	2018
^258リットル	1961年？1971年	^249 Cf( ^15 N,α2n)
^259リットル	1971	^248センチメートル（^北緯15度、北緯4度）
^260リットル	1971	^248 cm（^北緯15度、北緯3度）
^261リットル	1987	^254 Es + ^22 Ne
^262リットル	1987	^254 Es + ^22 Ne
^264リットル	2020	^243 Am( ^48 Ca,6α3n)
^266リットル	2014	^249 Bk( ^48 Ca,7α3n)

ローレンシウムの同位体 14 種と異性体7 種が合成されていますが、²⁶⁶ Lr は半減期が 11 時間で最も長寿命かつ最も重い同位体です。251 Lr は、これまでに生成されたローレンシウムの同位体の中^で最も軽い同位体です。

ローレンシウム253異性体

2001年にGSIのヘスバーガーらが行った²⁵⁷ Db（ドブニウム参照）の崩壊特性に関する研究により、²⁵³ Lrの崩壊に関するデータがいくつか提供された。データ解析により、²⁵⁷ Dbの対応する異性体の崩壊により、²⁵³ Lrに異性体準位が形成されることが示された。基底状態はスピンおよびパリティが7/2−とされ、半減期が0.57秒の8794 keVアルファ粒子を放出して崩壊する。異性体準位はスピンおよびパリティが1/2−とされ、半減期が1.49秒の 8722 keVアルファ粒子を放出して崩壊する。

ローレンシウム255異性体

²⁰⁹ Bi( ^48Ca ,2n) ^255Lr反応で生成される255Lr^の分光法に関する最近の研究では、異性体レベルの証拠が得られました。

参考文献

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