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𨭎的同位素

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𨭎（釒喜）是人造元素，沒有穩定同位素。它最長壽的同位素是半衰期約9.8分鐘的267Sg及半衰期約5分鐘的269Sg。由於數據不足，無法確定哪個同位素更穩定。

主要的𨭎同位素
同位素 衰變
豐度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
（MeV） 		產物
265Sg 人造 9.2 秒 α 8.84[1] 261mRf
265mSg 人造 16.4 秒 α 8.69[1] 261Rf
267Sg[2] 人造 9.8 分鐘 α 8.40 263Rf
269Sg 人造 5 分鐘 α 8.58 265Rf
271Sg[3] 人造 31 秒 α 8.629 267Rf
SF — —
←Db（105） Bh（107）→

圖表

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符號 Z N 同位素質量（u）
[n 1][n 2] 		半衰期[4]
[n 2] 		衰變
方式[4] 		衰變
產物
 原子核
自旋[4][n 1]
激發能量[n 1][n 2]
258Sg 106 152 258.11298(44)# 2.7(5) ms
[2.6+0.6
−0.4 ms] 		SF (various) 0+
259Sg 106 153 259.11440(13)# 402(56) ms α 255Rf (11/2−)
259mSg 87(22) keV 226(27) ms α (97%) 255Rf (1/2+)
SF (3%) (various)
260Sg 106 154 260.114384(22) 4.95(33) ms SF (71%) (various) 0+
α (29%) 256Rf
261Sg 106 155 261.115949(20) 183(5) ms α (98.1%) 257Rf (3/2+)
β+ (1.3%) 261Db
SF (0.6%) (various)
261mSg 100(50)# keV 9.3(18) µs
[9.0+2.0
−1.5 µs] 		IT 261Sg 7/2+#
262Sg 106 156 262.11634(4) 10.3(17) ms SF (92%) (various) 0+
α (8%)[5] 258Rf
262mSg 860(110) keV 9−#
263Sg 106 157 263.11829(10)# 0.94(14) s α (87%) 259Rf 3/2+#
SF (13%) (various)
263m1Sg 51(19) keV 0.42(10) s α 259Rf 7/2+#
263m2Sg 100(30) keV
264Sg 106 158 264.11893(30)# 78(25) ms
[68+32
−16 ms] 		SF (various) 0+
265Sg 106 159 265.12109(13)# 9.2(16) s α 261Rf 11/2−#
265mSg −10(160)# keV 16.4(24) s α 261Rf
266Sg[n 3] 106 160 266.12198(26)# 0.39(11) s SF (various) 0+
267Sg[n 4][6][2] 106 161 267.12436(30)# 9.8+11.3
−4.5 min 		α 263mRf 9/2#
267mSg[n 5][2] 110 keV# 100+92
−39 s 		SF (various) 1/2#
268Sg[n 6][7] 106 162 268.12539(50)# 13+17
−4 s 		SF (various) 0+
269Sg[n 7] 106 163 269.12863(39)# 5(2) min α 265Rf
271Sg[n 8][3] 106 165 271.13393(63)# 31+13
−7 s 		α (73%) 267Rf 3/2+#
SF (27%) (various)
  1. ^ 1.0 1.1 1.2 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 用括號括起來的數據代表不確定性。
  3. ^ Not directly synthesized, occurs as decay product of 270Hs
  4. ^ Not directly synthesized, occurs as decay product of 271Hs
  5. ^ Not directly synthesized, occurs as decay product of 275Ds
  6. ^ Not directly synthesized, occurs as decay product of 276Ds
  7. ^ Not directly synthesized, occurs in the decay chain of 285Fl
  8. ^ Not directly synthesized, occurs in the decay chain of 287Fl

核合成

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冷核融合

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本節有關以冷核融合反應合成𨭎原子核。這些過程在低激發能（約10至20 MeV，因而稱為「冷」核融合）生成複核，裂變之後存活機率較高。處於激發狀態的原子核再衰變至基態，期間只發出一顆或兩顆中子。

208Pb(54Cr,xn)262-xSg (x=1,2,3)

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位於前蘇聯杜布納聯合核研究所由格奧爾基·弗廖羅夫領導的團隊在1974年首次利用冷核融合反應嘗試合成𨭎。他們宣布製造出一次0.48秒長的自發裂變，並指向259Sg。根據後期證據，他們很可能當時探測到260Sg及其衰變產物256Rf兩者的衰變反應。The TWG的結論為，根據當時的證據不足以作出任何結論。[8]

該團隊在1983至1984年再次研究這條反應，並探測到5秒長的自發裂變，並直接指向260Sg。[8]

位於德國重離子研究所的團隊首次在1985年研究了這條反應。他們使用的是改進了的母子體衰變關係法，並探測到261Sg (x=1)和260Sg，以及測量到不完整的1n中子蒸發激發函數。 [9]

2000年12月，位於法國國家大型重離子加速器的團隊研究了該反應，並探測到10顆261Sg原子及2顆260Sg原子。

在優化設施之後，重離子研究所人員在2003年使用金屬鉛目標測量了1n激發函數。同年5月，他們成功把鉛-208目標替換成更耐損耗的硫化鉛（PbS）目標，從而能夠在日後使用更強的離子束。他們探測了1n、2n和3n激發函數，並首次在261Sg同位素上運用α-γ光譜法。他們探測到這個同位素的大約1600個原子，還辨認到新的α光譜線，量度了更準確的半衰期以及辨認出新的電子捕獲和自發裂變支鏈。另外，他們首次探測到了來自衰變產物鑪的K殼層X光，並改進了有關260Sg的數據，包括一個不確定的同核異構體。這項研究在2005年9月和2006年3月也有繼續進行。對261Sg的累積數據於2007年發佈。[10]2005年9月的工作也包括開始對260Sg進行光譜分析。

位於勞倫斯伯克利國家實驗室的團隊最近研究了這條反應，從而對同位素261Sg進行分析。他們探測到一個新的同核異構體261mSg，其通過內部轉換衰變到基態。在同一項實驗中，他們也證實了衰變產物257Rf的K殼層同核異構體257m2Rf。[11]

207Pb(54Cr,xn)261-xSg (x=1,2)

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位於杜布納的團隊在1974年研究了這條反應，結果與先前使用鉛-208目標時相同。自發裂變活動最先指向259Sg，但之後改為指向260Sg或256Rf，或兩者皆是。在1983至1984年的進一步工作中探測到5秒長的自發裂變，指向衰變源260Sg。[8]

重離子研究所的團隊首次在1985年利用母子體衰變關係法研究了該反應。他們確定探測到259Sg，其為2n中子蒸發通道產物。[9]

這條反應在2005年3月再一次被使用。研究用硫化鉛目標對偶-偶同位素260Sg進行光譜分析。

206Pb(54Cr,xn)260-xSg

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杜布納團隊在1974年研究了該反應。他們用它來判斷使用Pb-207和Pb-208目標時所觀察到的自發裂變行為的源頭。他們並沒有探測到任何自發裂變，意味著產生的同位素主要進行α衰變。[8]

208Pb(52Cr,xn)260-xSg (x=1,2)

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在1974年一系列冷核融合反應中，杜布納的團隊也研究了該反應，但同樣沒有探測到自發裂變。[8]勞倫斯伯克利國家實驗室在2006年研究發射物同位旋的效應以及複核原子量對蒸發殘餘量的影響，當中再次研究了這條反應。他們在測量1n激發函數時，辨認出259Sg和258Sg。[12]

209Bi(51V,xn)260-xSg (x=2)

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在1974年一系列冷核融合反應中，杜布納的團隊也研究了該反應，但同樣沒有探測到自發裂變。[8]1994年，重離子研究所的團隊利用這條反應合成𨭎，從而研究新發現的偶-偶同位素258Sg。他們探測到10顆258Sg原子，其進行了自發裂變。

熱核融合

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本節有關以熱核融合反應合成𨭎原子核。這些過程在高激發能（約40至50 MeV，因而稱為「熱」核融合）生成複核，裂變及擬裂變之後存活機率較低。處於激發狀態的原子核再衰變至基態，期間發出3至5顆中子。

238U(30Si,xn)268-xSg (x=3,4,5,6)

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對該反應的首次研究是由日本原子能研究所的科學家於1998年進行的。他們探測到一次自發裂變，當時不確定地指向新同位素264Sg或由263Sg經過電子捕獲後形成的263Db。[13]2006年，重離子研究所和勞倫斯伯克利國家實驗室同時研究了該反應，並使用了母子體衰變關係法。勞倫斯伯克利的團隊測量了4n、5n和6n通道的激發函數，而重離子研究所的團隊則觀察到額外的3n通道活動。[14][15][16]兩組人員都辨認出新同位素264Sg，其在短半衰期內進行了自發裂變。

248Cm(22Ne,xn)270-xSg (x=4?,5)

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1993年，位於杜布納由Yuri Lazarev帶領的團隊宣布發現了半衰期較長的266Sg和265Sg，都是經過這條反應在4n和5n通道中產生的。這是在尋找可進行化學研究的𨭎同位素之後得到的成果。報告中指出，266Sg以8.57 MeV的能量放射α粒子，半衰期約為20秒。這為Z=108，N=162閉核的穩定性理論提供了證據。[17]1997年，重離子研究所進一步研究了該反應。儘管他們確認了266Sg的產量、衰變模式及半衰期，但是一些矛盾之處仍然存在。在最近進行的對270Hs的合成實驗中（見𨭆）發現，266Sg只進行短半衰期的自發裂變（TSF = 360 ms）。有可能這是其基態（266gSg），而另一個直接產生的活動則指向高旋的K同核異構體266mSg。要證實這一點需要進一步的實驗。

最近在重新評估265Sg和266Sg的衰變特性後，得出的結論為，至今所有衰變都源自具有兩種同核異構體的265Sg。其一是265aSg，其主要的α線位於8.85 MeV，計算出的半衰期為8.9秒；而265bSg的衰變能量為8.70 MeV，半衰期為16.2秒。直接產生時，兩個同核異構能級同時存在。從269Hs的衰變數據中能看出，265bSg是在269Hs衰變時產生的，並會衰變至短半衰期的261gRf同位素。這意味著266Sg其實並非放射α粒子的長半衰期同位素，它實際上在短時間內就會進行裂變。

無論源頭是哪一個同位素，研究人員最近成功使用這條反應來研究𨭎的化學屬性。

249Cf(18O,xn)267-xSg (x=4)

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勞倫斯伯克利和勞倫斯利福摩爾國家實驗室的合作團隊在1974年首次成功合成了𨭎。[18]在成功時所用的實驗中，他們利用了新的母子體關係法辨認出新同位素263Sg。1975年，橡樹嶺國家實驗室的團隊證實了這些衰變數據，但未能辨認出一致的X光，因此未能證明𨭎確實被合成了。1979年，位於杜布納的團隊通過探測自發裂變來研究了這條反應。相比從伯克利得出的數據，他們計算出263Sg的自發裂變支鏈為70%。原先成功的合成反應在1994年終於被勞倫斯伯克利的另一個團隊證實。[19]

作為衰變產物

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𨭎的同位素也是某些更高元素衰變中的產物。下表列出至今為止的觀測：

蒸發殘餘 𨭎同位素
291Lv, 287Fl, 283Cn 271Sg
285Fl 269Sg
276Ds, 272Hs 268Sg
275Ds, 271Hs 267Sg
270Hs 266Sg
277Cn, 273Ds, 269Hs 265Sg
271Ds, 267Ds 263Sg
270Ds 262Sg
269Ds, 265Hs 261Sg
264Hs 260Sg


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參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 Haba, H.; Kaji, D.; Kudou, Y.; Morimoto, K.; Morita, K.; Ozeki, K.; Sakai, R.; Sumita, T.; Yoneda, A.; Kasamatsu, Y.; Komori, Y.; Shinohara, A.; Kikunaga, H.; Kudo, H.; Nishio, K.; Ooe, K.; Sato, N.; Tsukada, K. Production of 265Sg in the 248Cm(22Ne,5n)265Sg reaction and decay properties of two isomeric states in 265Sg. Physical Review C (American Physical Society (APS)). 2012-02-21, 85 (2). ISSN 0556-2813. doi:10.1103/physrevc.85.024611. 
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