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로렌슘 동위 원소

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목차

1. 개요

로렌슘은 원자 번호 103번의 인공적으로 합성된 원소이며, 현재까지 14개의 동위 원소와 7개의 핵 이성질체가 알려져 있다. 가장 긴 반감기를 갖는 동위 원소는 266Lr으로 반감기는 11시간이며, 가장 가벼운 동위 원소는 251Lr이다. 로렌슘 동위 원소는 핵융합 반응을 통해 생성되며, 다른 원소의 붕괴 생성물로도 확인된다.

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2. 동위 원소

현재까지 14개의 로렌슘 동위 원소와 7개의 핵 이성질체가 알려져 있다. 이 중 가장 안정적인 동위 원소는 반감기가 약 11시간인 266Lr이다.[19] 가장 가벼운 동위 원소는 251Lr이다.

아래는 로렌슘 동위 원소의 목록이다.

핵종Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)반감기핵 스핀
251Lr103148251.09436(32)#150# µs
252Lr103149252.09537(27)#390(90) ms
253Lr103150253.09521(24)#580(70) ms(7/2-)
253mLr30(100)# keV1.5(3) s(1/2-)
254Lr103151254.09645(36)#13(3) s
255Lr103152255.09668(22)#22(4) s7/2-#
256Lr103153256.09863(24)#27(3) s
257Lr103154257.09956(22)#646(25) ms9/2+#
258Lr103155258.10181(11)#4.1(3) s
259Lr103156259.10290(8)#6.2(3) s9/2+#
260Lr103157260.10550(12)#2.7 min
261Lr103158261.10688(22)#44 min
262Lr103159262.10963(22)#216 min
263Lr103160263.11129(39)#5# h
264Lr103161264.11404(47)#10# h
265Lr103162265.11584(77)#10# h
266Lr103163266.11931(70)#1# h


  • #으로 표시된 값은 순수하게 실험값에서 계산된 것이 아니라, 일부 체계적인 경향에서 유도된 추정치를 포함한다. 명확한 데이터가 얻어지지 않은 핵 스핀은 괄호 안에 표기했다.
  • 수치 마지막의 괄호 안의 표기는 해당 값의 오차를 나타낸다. 오차 값은 동위 원소의 구성과 표준 원자 질량에 관해서는 IUPAC가 공표하는 오차로 표기하고, 그 외의 값은 표준 편차를 표기한다.

3. 핵합성

2004년~2006년GANIL
FLNR255Lr의 분광학적 특성을 연구하는 데 사용되었다. GANIL의 연구팀은 2003년에 이 반응을 사용했고, FLNR의 연구팀은 2004년부터 2006년 사이에 이 반응을 사용하여 255Lr의 붕괴 체계에 대한 추가 정보를 제공했다. 이 연구는 255Lr에 이성질체 준위가 있다는 증거를 제공했다.



=== 고온 핵융합 ===



1965년 FLNR(플레로븀 핵반응 연구소) 연구팀이 처음 연구했다. 45초의 붕괴 특성을 보이는 방사능을 검출, 256Lr 또는 257Lr에 할당했다가 후속 연구에서 256Lr로 확정했다. 1968년 추가 연구에서 35초 반감기의 8.35–8.60 MeV 알파 방사능을 생성, 처음에는 256Lr 또는 257Lr에 할당했다가 나중에 256Lr로 확정했다.[1]

1970년 FLNR 연구팀이 연구했다. 20초 반감기의 8.38 MeV 알파 방사능을 검출, 255Lr에 할당했다.[2]

1971년 LBNL(로렌스 버클리 국립 연구소) 연구팀이 로렌슘 동위 원소 대규모 연구의 일환으로 연구했다. 3-5n 탈출 채널에서 260Lr, 259Lr, 258Lr에 알파 방사능을 할당했다.[3]

1988년 LBNL에서 262Lr와 261Lr 생성 가능성을 평가하기 위해 연구했다. 5n 탈출 채널에서 261mRf의 전자 포획(EC) 분기 측정 시도로도 사용되었다. Lr(III) 성분 추출 후, 44분으로 개선된 반감기의 261Lr 자발 핵분열을 측정, 생성 단면적은 700 pb였다. 이 동위 원소가 p4n 채널이 아닌 5n 채널로 생성된 경우 14%의 전자 포획 분기가 계산되었다. 이후 낮은 충격 에너지(93 MeV)에서 p3n 채널의 262Lr 생성을 측정, 240 pb 수율을 얻었다. 수율은 p4n 채널보다 낮았지만, 261Lr이 p3n 채널로 생성되었을 가능성이 높으며 261mRf 전자 포획 분기 상한선은 14%로 판단되었다.[4]

1958년 LBNL에서 농축된 244Cm 표적(5% 246Cm)을 사용해 간략히 연구했다. ~0.25초 반감기의 ~9 MeV 알파 방사능을 관찰, 후속 결과는 3n 채널에서 257Lr에 잠정 할당했다.[5]

1958년 LBNL에서 농축된 244Cm 표적(5% 246Cm)을 사용해 간략히 연구했다. ~0.25초 반감기의 ~9 MeV 알파 방사능을 관찰, 후속 결과는 246Cm 성분과 3n 채널에서 257Lr에 잠정 할당했다. 244Cm 성분 반응에 할당된 방사능은 보고되지 않았다.[6]

1971년 LBNL 연구팀이 로렌슘 동위 원소 대규모 연구에서 연구, 260Lr 할당 방사능을 검출했다. 1988년 로렌슘 수용액 화학 연구를 위해 추가 연구, 260Lr의 총 23개 알파 붕괴 측정, 평균 에너지 8.03 MeV, 반감기 2.7분으로 개선, 단면적 8.7 nb였다.[7]

1961년 캘리포니아 대학교 앨버트 기오르소가 칼리포늄 표적(52% 252Cf)으로 처음 연구했다. 약 8초와 15초 반감기의 8.6, 8.4, 8.2 MeV 알파 방사능 3개를 관찰했다. 8.6 MeV 방사능은 잠정 257Lr 할당 후, 5n 탈출 채널 258Lr로 재할당되었다. 8.4 MeV 방사능은 257Lr 할당 후, 256Lr로 재할당되었다. 이는 7n 채널보다 33% 250Cf 성분에서 비롯될 가능성이 높다. 8.2 MeV는 이후 노벨륨과 연관되었다.[8]

1961년 캘리포니아 대학교 앨버트 기오르소가 칼리포늄 표적(52% 252Cf)으로 처음 연구했다. 약 8초, 15초 반감기의 8.6, 8.4, 8.2 MeV 알파 방사능 3개 관찰했다. 8.6 MeV 방사능은 잠정 257Lr 할당 후, 258Lr 재할당되었다. 8.4 MeV 방사능은 257Lr 할당 후, 256Lr 재할당되었다. 8.2 MeV는 이후 노벨륨과 연관되었다.[9]

1971년 LBNL에서 연구, 8.87, 8.82 MeV 두 알파 선의 0.7초 알파 방사능을 식별, 257Lr에 할당했다.[10]

1970년 LBNL에서 로렌슘 수용액 화학 연구 시도로 처음 연구, Lr3+ 방사능 측정했다. 1976년 오크 리지에서 반복, 동시 X선 측정으로 26초 256Lr 확인했다.[11]

1971년 LBNL 연구팀이 연구, p2n 채널에서 258Lr 할당 방사능을 검출했다.[12]

1971년 LBNL 연구팀이 연구, α2n, α3n 채널에서 258Lr, 257Lr 할당 방사능을 검출했다. 1976년 오크 리지에서 반복, 258Lr 합성을 확인했다.[13]

1987년 LLNL(로렌스 리버모어 국립 연구소)에서 연구, 22Ne 핵에서 254Es 표적 전달로 발생한 261Lr, 262Lr 할당 자발 핵분열(SF) 방사능을 검출했다. 노벨륨 K-껍질 X선과 지연 일치에서 5ms SF 방사능 검출, 262Lr 전자 포획으로 인한 262No에 할당했다.[14]

=== 붕괴 생성물 ===

로렌슘 동위 원소는 더 무거운 원소의 붕괴 생성물로도 확인되었다. 현재까지의 관측 결과는 아래 표와 같다.

다른 핵종의 붕괴 생성물로 생성된 로렌슘 동위 원소 목록
모핵종관측된 로렌슘 동위 원소
294Ts, 290Mc, 286Nh, 282Rg, 278Mt, 274Bh, 270Db266Lr
288Mc, 284Nh, 280Rg, 276Mt, 272Bh, 268Db264Lr
267Bh, 263Db259Lr
278Nh, 274Rg, 270Mt, 266Bh, 262Db258Lr
261Db257Lr
272Rg, 268Mt, 264Bh, 260Db256Lr
259Db255Lr
266Mt, 262Bh, 258Db254Lr
261Bh, 257Dbg,m253Lrg,m
260Bh, 256Db252Lr
255Db251Lr


3. 1. 냉각 핵융합

2004년~2006년GANIL
FLNR255Lr의 분광학적 특성을 연구하는 데 사용되었다. GANIL의 연구팀은 2003년에 이 반응을 사용했고, FLNR의 연구팀은 2004년부터 2006년 사이에 이 반응을 사용하여 255Lr의 붕괴 체계에 대한 추가 정보를 제공했다. 이 연구는 255Lr에 이성질체 준위가 있다는 증거를 제공했다.


3. 2. 고온 핵융합



1965년 FLNR(현 플레로븀 핵반응 연구소) 연구팀이 처음 연구했다. 45초의 붕괴 특성을 보이는 방사능을 검출, 256Lr 또는 257Lr에 할당했다가 후속 연구에서 256Lr로 확정했다. 1968년 추가 연구에서 35초 반감기의 8.35–8.60 MeV 알파 방사능을 생성, 처음에는 256Lr 또는 257Lr에 할당했다가 나중에 256Lr로 확정했다.[1]

1970년 FLNR 연구팀이 연구했다. 20초 반감기의 8.38 MeV 알파 방사능을 검출, 255Lr에 할당했다.[2]

1971년 LBNL(로렌스 버클리 국립 연구소) 연구팀이 로렌슘 동위 원소 대규모 연구의 일환으로 연구했다. 3-5n 탈출 채널에서 260Lr, 259Lr, 258Lr에 알파 방사능을 할당했다.[3]

1988년 LBNL에서 262Lr와 261Lr 생성 가능성을 평가하기 위해 연구했다. 5n 탈출 채널에서 261mRf의 전자 포획(EC) 분기 측정 시도로도 사용되었다. Lr(III) 성분 추출 후, 44분으로 개선된 반감기의 261Lr 자발 핵분열을 측정, 생성 단면적은 700 pb였다. 이 동위 원소가 p4n 채널이 아닌 5n 채널로 생성된 경우 14%의 전자 포획 분기가 계산되었다. 이후 낮은 충격 에너지(93 MeV)에서 p3n 채널의 262Lr 생성을 측정, 240 pb 수율을 얻었다. 수율은 p4n 채널보다 낮았지만, 261Lr이 p3n 채널로 생성되었을 가능성이 높으며 261mRf 전자 포획 분기 상한선은 14%로 판단되었다.[4]

1958년 LBNL에서 농축된 244Cm 표적(5% 246Cm)을 사용해 간략히 연구했다. ~0.25초 반감기의 ~9 MeV 알파 방사능을 관찰, 후속 결과는 3n 채널에서 257Lr에 잠정 할당했다.[5]

1958년 LBNL에서 농축된 244Cm 표적(5% 246Cm)을 사용해 간략히 연구했다. ~0.25초 반감기의 ~9 MeV 알파 방사능을 관찰, 후속 결과는 246Cm 성분과 3n 채널에서 257Lr에 잠정 할당했다. 244Cm 성분 반응에 할당된 방사능은 보고되지 않았다.[6]

1971년 LBNL 연구팀이 로렌슘 동위 원소 대규모 연구에서 연구, 260Lr 할당 방사능을 검출했다. 1988년 로렌슘 수용액 화학 연구를 위해 추가 연구, 260Lr의 총 23개 알파 붕괴 측정, 평균 에너지 8.03 MeV, 반감기 2.7분으로 개선, 단면적 8.7 nb였다.[7]

1961년 캘리포니아 대학교 앨버트 기오르소가 칼리포늄 표적(52% 252Cf)으로 처음 연구했다. 약 8초와 15초 반감기의 8.6, 8.4, 8.2 MeV 알파 방사능 3개를 관찰했다. 8.6 MeV 방사능은 잠정 257Lr 할당 후, 5n 탈출 채널 258Lr로 재할당되었다. 8.4 MeV 방사능은 257Lr 할당 후, 256Lr로 재할당되었다. 이는 7n 채널보다 33% 250Cf 성분에서 비롯될 가능성이 높다. 8.2 MeV는 이후 노벨륨과 연관되었다.[8]

1961년 캘리포니아 대학교 앨버트 기오르소가 칼리포늄 표적(52% 252Cf)으로 처음 연구했다. 약 8초, 15초 반감기의 8.6, 8.4, 8.2 MeV 알파 방사능 3개 관찰했다. 8.6 MeV 방사능은 잠정 257Lr 할당 후, 258Lr 재할당되었다. 8.4 MeV 방사능은 257Lr 할당 후, 256Lr 재할당되었다. 8.2 MeV는 이후 노벨륨과 연관되었다.[9]

1971년 LBNL에서 연구, 8.87, 8.82 MeV 두 알파 선의 0.7초 알파 방사능을 식별, 257Lr에 할당했다.[10]

1970년 LBNL에서 로렌슘 수용액 화학 연구 시도로 처음 연구, Lr3+ 방사능 측정했다. 1976년 오크 리지에서 반복, 동시 X선 측정으로 26초 256Lr 확인했다.[11]

1971년 LBNL 연구팀이 연구, p2n 채널에서 258Lr 할당 방사능을 검출했다.[12]

1971년 LBNL 연구팀이 연구, α2n, α3n 채널에서 258Lr, 257Lr 할당 방사능을 검출했다. 1976년 오크 리지에서 반복, 258Lr 합성을 확인했다.[13]

1987년 LLNL(로렌스 리버모어 국립 연구소)에서 연구, 22Ne 핵에서 254Es 표적 전달로 발생한 261Lr, 262Lr 할당 자발 핵분열(SF) 방사능을 검출했다. 노벨륨 K-껍질 X선과 지연 일치에서 5ms SF 방사능 검출, 262Lr 전자 포획으로 인한 262No에 할당했다.[14]

3. 3. 붕괴 생성물

로렌슘 동위 원소는 더 무거운 원소의 붕괴 생성물로도 확인되었다. 현재까지의 관측 결과는 아래 표와 같다.

다른 핵종의 붕괴 생성물로 생성된 로렌슘 동위 원소 목록
모핵종관측된 로렌슘 동위 원소
294Ts, 290Mc, 286Nh, 282Rg, 278Mt, 274Bh, 270Db266Lr
288Mc, 284Nh, 280Rg, 276Mt, 272Bh, 268Db264Lr
267Bh, 263Db259Lr
278Nh, 274Rg, 270Mt, 266Bh, 262Db258Lr
261Db257Lr
272Rg, 268Mt, 264Bh, 260Db256Lr
259Db255Lr
266Mt, 262Bh, 258Db254Lr
261Bh, 257Dbg,m253Lrg,m
260Bh, 256Db252Lr
255Db251Lr


참조

[1] 논문 New isotope 286Mc produced in the 243Am+48Ca reaction 2022
[2] 논문 Discovery of the new isotope 251Lr: Impact of the hexacontetrapole deformation on single-proton orbital energies near the {{nowrap|Z {{=}} 100}} deformed shell gap 2022
[3] 학위논문 Alpha-decay and decay-tagging studies of heavy elements using the RITU separator https://jyx.jyu.fi/b[...] University of Jyväskylä
[4] 문서 Not directly synthesized, occurs as a [[decay product]] of 256Db
[5] 논문 Alpha-gamma decay studies of 258Db and its (grand)daughter nuclei 254Lr and 250Md https://link.springe[...] 2023-07-03
[6] 논문 The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references
[7] 학위논문 Direct mass measurements of No, Lr and Rf isotopes with SHIPTRAP and developments for chemical isobaric separation
[8] 논문 Spectroscopy and single-particle structure of the odd- Z heavy elements 255Lr, 251Md and 247Es https://link.springe[...] 2023-07-03
[9] 논문 Alpha- and EC-decay measurements of 257Rf https://link.springe[...] 2023-07-03
[10] 논문 Production of 262Db in the 248Cm(19F,5n)262Db reaction and decay properties of 262Db and 258Lr https://journals.aps[...] 2023-07-02
[11] 학회자료 New, heavy transuranium isotopes https://www.osti.gov[...] Lawrence Livermore National Lab., CA (USA) 2023-07-03
[12] 문서 Not directly synthesized, occurs as a decay product of 288Mc
[13] 문서 Not directly synthesized, occurs as a decay product of 294Ts
[14] 웹사이트 http://www.nucleonic[...]
[15] 문서 약자:
SF: [[자발 핵분열]]
[16] 문서 직접 합성되지 않고 256[[더브늄|Db]]의 [[붕괴 생성물]]로 존재한다.
[17] 문서 직접 합성되지 않고 257Db의 [[붕괴 생성물]]로 존재한다.
[18] 문서 직접 합성되지 않고 258Db의 [[붕괴 생성물]]로 존재한다.
[19] 문서 직접 합성되지 않고 294[[테네신|Ts]]의 붕괴 계열 상에 존재한다.


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