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모스코븀 동위 원소

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목차

1. 개요

모스코븀 동위 원소는 원자 번호 115를 갖는 모스코븀의 서로 다른 핵종을 의미한다. 이들은 중성자 수에 따라 질량이 다르며, 알파 붕괴를 통해 니호늄 동위 원소로 붕괴한다. 모스코븀 동위 원소는 핵합성 반응을 통해 생성되며, 243Am과 48Ca의 핵융합 반응을 통해 286Mc, 287Mc, 288Mc, 289Mc, 290Mc, 291Mc 등이 발견되었다. 열핵융합 및 다양한 이론적 계산을 통해 모스코븀 동위 원소의 생성 및 붕괴 특성이 연구되고 있다.

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모스코븀 동위 원소
일반 정보
원소 이름모스코븀
원소 기호Mc
양성자 수115
동위 원소
핵종286Mc
존재 비율합성
반감기20 ms
붕괴 방식α 붕괴
딸 핵종282Nh
핵종287Mc
존재 비율합성
반감기38 ms
붕괴 방식α 붕괴
딸 핵종283Nh
핵종288Mc
존재 비율합성
반감기193 ms
붕괴 방식α 붕괴
딸 핵종284Nh
핵종289Mc
존재 비율합성
반감기250 ms
붕괴 방식α 붕괴
딸 핵종285Nh
핵종290Mc
존재 비율합성
반감기650 ms
붕괴 방식α 붕괴
딸 핵종286Nh

2. 동위 원소

모스코븀은 반감기가 짧은 인공 원소로, 현재까지 286Mc, 287Mc, 288Mc, 289Mc, 290Mc 5개의 동위 원소가 알려져 있다. 이들 동위 원소는 모두 알파 붕괴를 통해 니호늄 동위 원소로 붕괴한다.

모스코븀 동위 원소 발견 연대기
동위 원소발견 연도발견 반응
286Mc2021243Am(48Ca,5n)
287Mc2003243Am(48Ca,4n)
288Mc2003243Am(48Ca,3n)
289Mc2009249Bk(48Ca,4n)[2]
290Mc2009249Bk(48Ca,3n)[2]


2. 1. 동위 원소 목록

기호Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식붕괴 생성물핵 스핀286Mc[4]115171α282Nh287Mc[4]115172287.19082(48)#α283Nh288Mc[4]115173288.19288(58)#α284Nh289Mc[14],[4]115174289.19397(83)#[15]α285Nh290Mc[16],[5]115175290.19624(64)#
[]α286Nh



모스코븀 동위 원소는 중성자 수가 증가함에 따라 반감기가 증가하면서 해당하는 니호늄 동위 원소로 알파 붕괴를 겪는다.

3. 핵합성

다음 표는 Z = 115인 화합물 핵을 형성하는 데 사용할 수 있는 다양한 표적과 발사체의 조합을 나타낸 것이다. 각 항목은 다양한 중성자 증발 채널에서 단면적 수율에 대한 추정치를 계산한 조합이다. 예상 수율이 가장 높은 채널이 제공된다.

표적발사체화합물 핵시도 결과
208Pb75As283Mc아직 시도되지 않은 반응
209Bi76Ge285Mc아직 시도되지 않은 반응
238U51V289Mc현재까지 실패
243Am48Ca291Mc[6][7]반응 성공
241Am48Ca289Mc계획된 반응
243Am44Ca287Mc아직 시도되지 않은 반응



열핵융합은 높은 여기 에너지(약 40–50 MeV)에서 복합 핵을 생성하여 핵분열에서 생존할 확률을 낮추는 과정이다. 이 들뜬 핵은 3–5개의 중성자를 방출하며 바닥 상태로 붕괴된다. 48Ca 핵을 이용한 핵융합 반응은 중간 정도의 여기 에너지(약 30–35 MeV)를 갖는 복합 핵을 생성하며, 때로는 "온" 핵융합 반응이라고도 한다. 이것은 부분적으로 이러한 반응에서 비교적 높은 수율을 낳는다.

3. 1. 발견 연대기

모스코븀 동위 원소 발견 연대기
동위 원소발견 연도발견 반응
286Mc2021243Am(48Ca,5n)
287Mc2003243Am(48Ca,4n)
288Mc2003243Am(48Ca,3n)
289Mc2009249Bk(48Ca,4n)[2]
290Mc2009249Bk(48Ca,3n)[2]


3. 2. 열핵융합

열핵융합은 높은 에너지(약 40–50 MeV)에서 복합 핵을 생성하여 핵분열에서 생존할 확률을 낮추는 과정이다. 이 들뜬 핵은 3–5개의 중성자를 방출하며 바닥 상태로 붕괴된다. 48Ca 핵을 이용한 핵융합 반응은 중간 정도의 여기 에너지(약 30–35 MeV)를 갖는 복합 핵을 생성하여 비교적 높은 수율을 낳기 때문에 "온" 핵융합 반응이라고도 불린다.[6][7]

2004년 말, GSI에서 우라늄(IV) 플루오라이드 표적 테스트의 일환으로 이 반응이 수행되었을 가능성이 있다는 보고가 있었으나, 연구팀이 예상한 생성물 원자가 검출되지 않았다는 보고는 발표되지 않았다.[8]

3. 2. 1. 반응 수율

다음 표는 모스코븀 동위 원소를 직접 생성하는 열핵융합 반응의 단면적과 여기 에너지를 제공한다. 굵은 글씨체로 표시된 데이터는 여기 함수 측정에서 파생된 최대값을 나타낸다. +는 관찰된 출구 채널을 나타낸다.

투사체표적 핵CN2n3n4n5n
48Ca243Am291Mc3.7 pb, 0.9 pb, 44.4MeV



양자 터널링 모델을 사용한 이론적 계산은 실험적인 알파 붕괴 반감기를 뒷받침한다.[11]

3. 3. 이론적 계산

양자 터널링 모델을 사용한 이론적 계산은 실험적인 알파 붕괴 반감기를 뒷받침한다.[11]

참조

[1] 웹사이트 Update on the experiments at the SHE Factory http://flerovlab.jin[...] Flerov Laboratory of Nuclear Reactions 2022-02-28
[2] 논문 Synthesis of a New Element with Atomic Number ''Z''=117 https://www.research[...] American Physical Society 2010-04-09
[3] 논문 Super-heavy element research https://www.research[...] 2015
[4] 논문 New isotope 286Mc produced in the 243Am+48Ca reaction 2022
[5] 문서 Not directly synthesized, created as decay product of 294Ts
[6] 논문 Fusion-fission dynamics of super-heavy element formation and decay http://nrv.jinr.ru/p[...]
[7] 논문 Production of heavy and superheavy nuclei in massive fusion reactions
[8] 웹사이트 List of experiments 2000–2006 http://opal.dnp.fmph[...]
[9] 웹사이트 Both neutron properties and new results at SHE Factory http://www.jinr.ru/p[...]
[10] 웹사이트 Synthesis and study of the decay properties of isotopes of superheavy element Lv in Reactions 238U + 54Cr and 242Pu + 50Ti https://indico.jinr.[...] Joint Institute for Nuclear Research 2024-11-02
[11] 논문 Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements
[12] 논문 Fusion-fission dynamics of super-heavy element formation and decay http://nrv.jinr.ru/p[...]
[13] 논문 Influence of the neutron numbers of projectile and target on the evaporation residue cross sections in hot fusion reactions https://www.research[...] 2016
[14] 문서 직접 합성되지 않고 293[[테네신|Ts]]의 [[붕괴 생성물]]로 존재한다.
[15] 논문 Synthesis of a New Element with Atomic Number ''Z''=117 http://www.researchg[...] American Physical Society 2010-04-09
[16] 문서 직접 합성되지 않고 294Ts의 붕괴 생성물로 존재한다.


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