鐽的同位素

**主要的鐽同位素**
6% α	277Hs
90% SF	-
←Mt（109）	Rg（111）→

鐽的同位素

圖表

符號	Z（p ）	N（n ）	同位素質量（u）	半衰期	衰變方式[n 1]	衰變產物	原子核自旋
符號	激發能量			半衰期	衰變方式[n 1]	衰變產物	原子核自旋
²⁶⁷Ds[n 2]	110	157	267.14377(15)#	3(+6−2) µs			9/2+#
²⁶⁸Ds	110	158	268.14348(32)#	100# µs			0+
²⁶⁹Ds	110	159	269.14475(3)	230(110) µs [179(+245−66) µs]	α	²⁶⁵Hs	3/2+#
²⁷⁰Ds	110	160	270.14458(5)	160(100) µs [0.10(+14−4) ms]	α	²⁶⁶Hs	0+
^270mDs	1140(70) keV			10(6) ms [6.0(+82−22) ms]	α	²⁶⁶Hs	(10)(−#)
²⁷¹Ds	110	161	271.14595(10)#	210(170) ms	α	²⁶⁷Hs	11/2−#
^271mDs	29(29) keV			1.3(5) ms	α	²⁶⁷Hs	9/2+#
²⁷²Ds	110	162	272.14602(44)#	1# s			0+
²⁷³Ds	110	163	273.14856(14)#	0.17(+17−6) ms	α	²⁶⁹Hs	13/2−#
^273m1Ds	198(20) keV			120 ms			3/2+#
^273m2Ds	290(40) keV
²⁷⁴Ds	110	164	274.14941(42)#	2# s			0+
²⁷⁵Ds	110	165	275.15203(45)#	2# s
²⁷⁶Ds	110	166	276.15303(59)#	5# s			0+
²⁷⁷Ds[n 3]	110	167	277.15591(41)#	4.1 ms[1]	α	²⁷³Hs	11/2+#
²⁷⁸Ds	110	168	278.15704(67)#	10# s			0+
²⁷⁹Ds[n 4]	110	169	279.16010(64)#	0.18(+5−3) s	SF (90%)	(various)
²⁷⁹Ds[n 4]	110	169	279.16010(64)#	0.18(+5−3) s	α (10%)	²⁷⁵Hs
²⁸⁰Ds	110	170	280.16131(89)#	11(6) s			0+
²⁸¹Ds[n 5]	110	171	281.16451(59)#	9.6 s	SF (94%)	(various)	3/2+#
²⁸¹Ds[n 5]	110	171	281.16451(59)#	9.6 s	α (6%)	²⁷⁷Hs	3/2+#
^281mDs[n 6][n 5]				3.7# min	α#	^277mHs#

備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的證明，只是理論推測而已，而用括號括起來的代表數據不確定性。

同位素及核性質

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
²⁰⁸Pb	⁶⁴Ni	²⁷²Ds	反應成功
²⁰⁸Pb	⁶²Ni	²⁷⁰Ds	反應成功
²³²Th	⁴⁸Ca	²⁸⁰Ds	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

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[2][3][4][5] ，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。[6]

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。[7]

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。[8]

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。[9]

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。

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。因此²⁸⁰Ds目前還是未知的同位素。

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。

同位素發現時序

同位素	發現年份	核反應
²⁶⁷Ds	1994年	²⁰⁹Bi(⁵⁹Co,n)
²⁶⁸Ds	未知
²⁶⁹Ds	1994年	²⁰⁸Pb(⁶²Ni,n)
²⁷⁰Ds^g,m	2000年	²⁰⁷Pb(⁶⁴Ni,n)
²⁷¹Ds^g,m	1994年	²⁰⁸Pb(⁶⁴Ni,n)
²⁷²Ds	未知
²⁷³Ds	1996年	²⁴⁴Pu(³⁴S,5n)
²⁷⁴Ds	未知
²⁷⁵Ds	未知
²⁷⁶Ds	未知
²⁷⁷Ds	2010年	²⁴²Pu(⁴⁸Ca,5n)
²⁷⁸Ds	未知
²⁷⁹Ds	2002年	²⁴⁴Pu(⁴⁸Ca,5n)
²⁸⁰Ds	未知
^281aDs	1999年	²⁴⁴Pu(⁴⁸Ca,3n)
^281bDs	1999年	²⁴⁴Pu(⁴⁸Ca,3n)

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

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。[10][11]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。[12][13]

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）	σ_max	模型	參考資料
²⁰⁸Pb	⁶⁴Ni	²⁷²Ds	1n (²⁷¹Ds)	10 pb	DNS	[14]
²³²Th	⁴⁸Ca	²⁸⁰Ds	4n (²⁷⁶Ds)	0.2 pb	DNS	[15]
²³⁰Th	⁴⁸Ca	²⁷⁸Ds	4n (²⁷⁴Ds)	1 pb	DNS	[15]
²³⁸U	⁴⁰Ar	²⁷⁸Ds	4n (²⁷⁴Ds)	2 pb	DNS	[15]

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䥑的同位素	鐽的同位素	錀的同位素

註釋

Abbreviations:
SF: Spontaneous fission
Unconfirmed isotope
Not directly synthesized, occurs in decay chain of ²⁸⁵Fl
Not directly synthesized, occurs as decay product of ²⁸³Cn
Not directly synthesized, occurs in decay chain of ²⁸⁹Fl
This isomer is unconfirmed

参考文獻

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[1] Abbreviations:
SF: Spontaneous fission

[2] Unconfirmed isotope

[3] Not directly synthesized, occurs in decay chain of ²⁸⁵Fl

[5] Not directly synthesized, occurs as decay product of ²⁸³Cn

[a-6] Not directly synthesized, occurs in decay chain of ²⁸⁹Fl

[7] This isomer is unconfirmed

[4] V. K. Utyonkov. (PDF). Super Heavy Nuclei International Symposium, Texas A & M University, College Station TX, USA. March 31 – April 2, 2015.

[8] Ginter, T. N.; Gregorich, K.; Loveland, W.; Lee, D.; Kirbach, U.; Sudowe, R.; Folden, C.; Patin, J.; Seward, N. . Physical Review C. 2003, 67 (6): 064609. Bibcode:2003PhRvC..67f4609G. doi:10.1103/PhysRevC.67.064609.

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[19] P. Roy Chowdhury, C. Samanta, and D. N. Basu. . At. Data & Nucl. Data Tables. 2008, 94 (6): 781. Bibcode:2008ADNDT..94..781C. doi:10.1016/j.adt.2008.01.003.

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[FengHotFusion2-21] Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W. . Nuclear Physics A. 2009, 816: 33. Bibcode:2009NuPhA.816...33F. arXiv:0803.1117. doi:10.1016/j.nuclphysa.2008.11.003.

鐽的同位素

圖表

同位素及核性質

能產生Z=110複核的目標、發射體組合

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

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

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

209Bi(59Co,xn)268-xDs

232Th(48Ca,xn)280-xDs

232Th(44Ca,xn)276-xDs

238U(40Ar,xn)278-xDs

236U(40Ar,xn)276-xDs

235U(40Ar,xn)275-xDs

233U(40Ar,xn)273-xDs

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

作為衰變產物

280Ds

277Ds

273mDs

272Ds

同位素發現時序

281Ds

271Ds

270Ds

同位素產量

冷聚變

衰變特性

蒸發殘留物截面

註釋

参考文獻

²⁰⁸Pb(⁶⁴Ni,xn)^272-xDs(x=1)

²⁰⁷Pb(⁶⁴Ni,xn)^271-xDs(x=1)

²⁰⁸Pb(⁶²Ni,xn)^270-xDs(x=1)

²⁰⁹Bi(⁵⁹Co,xn)^268-xDs

²³²Th(⁴⁸Ca,xn)^280-xDs

²³²Th(⁴⁴Ca,xn)^276-xDs

²³⁸U(⁴⁰Ar,xn)^278-xDs

²³⁶U(⁴⁰Ar,xn)^276-xDs

²³⁵U(⁴⁰Ar,xn)^275-xDs

²³³U(⁴⁰Ar,xn)^273-xDs

²⁴⁴Pu(³⁴S,xn)^278-xDs(x=5)

²⁸⁰Ds

²⁷⁷Ds

^273mDs

²⁷²Ds

²⁸¹Ds

²⁷¹Ds

²⁷⁰Ds