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오가네손 동위 원소

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1. 개요

오가네손은 현재까지 오직 하나의 동위 원소인 294Og만 확인되었다. 294Og는 2002년 러시아 두브나 합동 핵 연구소에서 처음 합성되었고, 2006년에 공식적으로 확인되었다. 294Og는 0.58ms의 반감기를 가지며 알파 붕괴를 통해 290Lv로 붕괴한다. 이론적 계산에 따르면 294Og 외에도 293Og, 295Og, 296Og, 297Og, 298Og, 300Og, 302Og 등 다양한 동위 원소가 존재할 가능성이 있으며, 297Og가 비교적 긴 반감기를 가질 것으로 예상된다.

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오가네손 동위 원소
개요
원소 기호Og
원자 번호118
핵종 정보
핵종Og-294
반감기0.7 ms
붕괴 방식알파 붕괴
딸 핵종Lv-290
자발 핵분열자발 핵분열 가능성 있음
참고
합성 반응칼리포늄-249 + 칼슘-48 또는 퀴륨-245 + 칼슘-48 융합 반응
발견합성 원소
안정성의 섬안정성의 섬의 "해안"에 위치함

2. 동위 원소

오가네손은 현재까지 단 하나의 동위 원소, 294Og만이 확인되었다.

핵종
기호
Z(양성자)N(중성자)동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식붕괴 생성물핵 스핀
294Og118176294.21392(71)#890 µsα290Lv0+


2. 1. 오가네손-294

294Og는 2002년 러시아 두브나 합동 핵 연구소(JINR)에서 처음 합성되었으며, 2006년에 공식적으로 확인되었다. 반감기는 0.58ms이며, α 붕괴를 통해 290Lv(리버모륨-290)으로 붕괴한다. 질량은 294.21398(59) u이며, 핵 스핀은 0+이다.

3. 핵합성

오가네손은 주로 무거운 원소들의 핵융합 반응을 통해 인공적으로 합성된다.

로렌스 버클리 국립 연구소 연구팀은 1999년에 208Pb() 표적에 86Kr(크립톤) 이온을 충돌시켜 293Og를 합성했다고 보고했으나,[3] 이후 데이터 조작이 밝혀져 철회되었다.[4][5][6]

2015-2016년, 295Og와 296Og를 찾기 위한 실험이 수행되었지만 실패했다.[11] 2016년 여름부터 RIKEN에서 295Og 탐색이 진행되었으나 실패했고, 연구는 계속될 예정이다.[13][14]

3. 1. 저온 핵융합

1999년, 빅터 니노프가 이끄는 로렌스 버클리 국립 연구소 연구팀은 로버트 스몰란추크의 1998년 계산 결과를 바탕으로 208Pb() 표적에 86Kr(크립톤) 이온을 충돌시키는 실험을 수행했다. 11일간의 조사 후, 이 반응에서 293Og와 그 알파 붕괴 생성물에 대한 3건의 사건이 보고되었다. 이것은 원소 118(오가네손)과 당시 알려지지 않았던 리버모륨(원소 116)의 첫 번째 발견 보고였다.[3]

다음 해, 다른 연구소의 연구자들이 결과를 재현할 수 없었고, 버클리 연구소 역시 재현할 수 없게 되자, 학술 출판에서의 철회를 발표했다.[4] 2002년 6월, 연구소장은 이 두 원소의 발견에 대한 최초 주장이 주 저자인 빅터 니노프가 조작한 데이터에 근거했음을 발표했다.[5][6] 새로운 실험 결과와 이론적 예측은 생성된 핵종의 원자 번호가 증가함에 따라 납과 비스무트 표적에서의 단면적이 지수적으로 감소한다는 것을 확인했다.[7]

3. 2. 고온 핵융합

2015-2016년 실험에서 295Og와 296Og를 찾기 위한 실험이 수행되었다. 표적의 250Cf (칼리포늄) 또는 251Cf 부분과의 반응으로 추정되는 사건은 발견되지 않았다. 2017-2018년에 이 실험을 반복할 계획이 있었다.[11]

이 반응은 원래 2017~2018년에 JINR과 RIKEN에서 실험할 계획이었다. 이는 119번 원소와 120번 원소를 생성하는 실험에 사용될 예정인 것과 동일한 50Ti (타이타늄) 발사체를 사용하기 때문이다.[12] 2016년 여름부터 리켄에서 이 반응의 3n 채널에서 295Og를 탐색했지만 실패했으며, 연구는 재개될 예정이다. 자세한 분석과 단면적 제한은 제공되지 않았다.[13][14]

4. 이론적 예측

이론적 계산에 따르면 294Og 외에도 293Og, 295Og, 296Og, 297Og, 298Og, 300Og, 302Og 등 다양한 동위 원소가 존재할 가능성이 있다.[15][16][17] 이 중 297Og가 비교적 긴 반감기를 가질 것으로 예상되어,[15][17] 향후 이 원소에 대한 연구가 진행될 가능성이 있다. 313Og와 같이 중성자가 더 많은 일부 동위 원소는 더 긴 반감기를 가질 수도 있다.[18]

4. 1. 증발 단면적에 대한 이론적 계산

다양한 표적-발사체 조합에 대한 이론적 계산 결과는 아래 표와 같다. 표에는 각 조합에 대한 계산을 통해 다양한 중성자 증발 채널에서 단면적 수율에 대한 추정치를 제공하며, 가장 높은 예상 수율을 가진 채널이 제시되어 있다.[19][20][21]

표적발사체CN채널(생성물)σ max
208Pb86Kr294Og1n (293Og)0.1pb
208Pb85Kr293Og1n (292Og)0.18pb
246Cm50Ti296Og3n (293Og)40fb
244Cm50Ti294Og2n (292Og)53fb
252Cf48Ca300Og3n (297Og)1.2pb
251Cf48Ca299Og3n (296Og)1.2pb
249Cf48Ca297Og3n (294Og)0.3pb



이론적으로 297Og 합성을 위한 최적의 반응은 252Cf + 48Ca 반응으로 예측된다.[21]

참조

[1] 논문 Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions http://link.aps.org/[...] 2006-10-09
[2] 논문 A beachhead on the island of stability 2015-08
[3] 서적 The Transuranium People: The Inside Story Imperial College Press 2000
[4] 뉴스 Results of element 118 experiment retracted http://enews.lbl.gov[...] Berkeley Lab 2001-07-21
[5] 논문 Misconduct: The stars who fell to Earth 2002
[6] 웹사이트 Element 118 disappears two years after it was discovered http://physicsworld.[...]
[7] 논문 Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years? http://nrv.jinr.ru/p[...] 2013
[8] 논문 Super-heavy element research https://www.research[...] 2015
[9] 웹사이트 Ununoctium http://www.webelemen[...] WebElements Periodic Table 2007-12-09
[10] 논문 Element 118 Detected, With Confidence https://pubs.acs.org[...] 2006-10-17
[11] 논문 Study of the 249-251Cf + 48Ca reactions: recent results and outlook https://www.research[...] 2018
[12] 웹사이트 Actinide Targets for Super-Heavy Element Research http://cyclotron.tam[...] Texas A & M University 2015-03-31
[13] 간행물 Superheavy nuclei at RIKEN, Dubna, and JYFL https://in2p3.cnrs.f[...] 2019-06-26
[14] 간행물 Heavy nuclei at RIKEN, Dubna, and JYFL https://in2p3.cnrs.f[...] 2019
[15] 논문 α decay half-lives of new superheavy elements http://scitation.aip[...] 2006-01-26
[16] 논문 Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements 2007-04-06
[17] 논문 Entrance channels and alpha decay half-lives of the heaviest elements
[18] 논문 Half-life predictions for decay modes of superheavy nuclei
[19] 논문 Formation of superheavy nuclei in cold fusion reactions
[20] 논문 Residue cross sections of 50Ti-induced fusion reactions based on the two-step model 2016
[21] 논문 Production of heavy and superheavy nuclei in massive fusion reactions



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