Isótopos de bohrio

Antes de la primera síntesis exitosa de hassio en 1981 por el equipo del GSI, la síntesis de bohrio se intentó por primera vez en 1976 por científicos del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna utilizando esta reacción de fusión fría. Detectaron dos actividades de fisión espontánea , una con una vida media de 1–2  ms y otra con una vida media de 5  s. Basándose en los resultados de otras reacciones de fusión fría, concluyeron que se debían a ²⁶¹ Bh y ²⁵⁷ Db respectivamente. Sin embargo, evidencia posterior mostró una ramificación de SF mucho menor para ²⁶¹ Bh, lo que redujo la confianza en esta asignación. La asignación de la actividad de dubnio se cambió más tarde a ²⁵⁸ Db, suponiendo que no se había detectado la desintegración del bohrio. La actividad de SF de 2 ms se asignó a ²⁵⁸ Rf como resultado de la rama EC del 33% . El equipo del GSI estudió la reacción en 1981 en sus experimentos de descubrimiento. Se detectaron cinco átomos de ^{262 Bh utilizando el método de correlación de desintegraciones genéticas padre-hija. [ 13 ]} En 1987, un informe interno de Dubna indicó que el equipo había podido detectar la fisión espontánea de ²⁶¹ Bh directamente. El equipo de GSI estudió más la reacción en 1989 y descubrió el nuevo isótopo ²⁶¹ Bh durante la medición de las funciones de excitación 1n y 2n pero no pudieron detectar una ramificación SF para ²⁶¹ Bh. ^{[ 14 ]} Continuaron su estudio en 2003 utilizando blancos de fluoruro de bismuto(III) (BiF ₃ ) recientemente desarrollados, utilizados para proporcionar más datos sobre los datos de desintegración para ²⁶² Bh y el hijo ²⁵⁸ Db. La función de excitación 1n fue medida nuevamente en 2005 por el equipo en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) después de algunas dudas sobre la precisión de los datos anteriores. Observaron 18 átomos de ²⁶² Bh y 3 átomos de ²⁶¹ Bh y confirmaron los dos isómeros de ²⁶² Bh. ^{[ 15 ]}

En 2007, el equipo del LBNL estudió por primera vez la reacción análoga con proyectiles de cromo-52 para buscar el isótopo de bohrio más ligero, ^{el 260} Bh:

²⁰⁹ ₈₃ Bi+ ⁵² ₂₄ Cr→ ²⁶⁰ ₁₀₇ Bh+n

El equipo detectó con éxito 8 átomos de ²⁶⁰ Bh que se desintegraron por desintegración alfa a ²⁵⁶ Db, emitiendo partículas alfa con una energía de 10,16 MeV . La energía de desintegración alfa indica el efecto estabilizador continuo de la capa cerrada N = 152. ^{[ 16 ]} 

El equipo de Dubna también estudió la reacción entre blancos de plomo-208 y proyectiles de manganeso-55 en 1976 como parte de su enfoque de fusión fría recientemente establecido para nuevos elementos:

²⁰⁸ ₈₂ Pb+ ⁵⁵ ₂₅ Mn→ ²⁶² ₁₀₇ Bh+n

Observaron las mismas actividades de fisión espontánea que las observadas en la reacción entre bismuto-209 y cromo-54 y nuevamente las asignaron a ²⁶¹ Bh y ²⁵⁷ Db. Evidencia posterior indicó que estas debían reasignarse a ²⁵⁸ Db y ²⁵⁸ Rf (véase más arriba). En 1983, repitieron el experimento utilizando una nueva técnica: la medición de la desintegración alfa de un producto de desintegración que había sido separado químicamente. El equipo pudo detectar la desintegración alfa de un producto de desintegración de ²⁶² Bh, lo que proporcionó cierta evidencia de la formación de núcleos de bohrio. Esta reacción fue posteriormente estudiada en detalle utilizando técnicas modernas por el equipo del LBNL. En 2005 midieron 33 desintegraciones de ²⁶² Bh y 2 átomos de ²⁶¹ Bh, proporcionando una función de excitación para la reacción que emite un neutrón y algunos datos espectroscópicos de ambos isómeros de ²⁶² Bh. La función de excitación para la reacción que emite dos neutrones se estudió con mayor detalle en una repetición de la reacción en 2006. El equipo descubrió que la reacción que emite un neutrón tenía una sección transversal mayor que la reacción correspondiente con un blanco de ^209Bi , contrariamente a lo esperado. Se requiere más investigación para comprender las razones. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

La reacción entre blancos de uranio-238 y proyectiles de fósforo -31 se estudió por primera vez en 2006 en el LBNL como parte de su estudio sistemático de reacciones de fusión utilizando blancos de uranio-238:

²³⁸ ₉₂ U+ ³¹ ₁₅ P→ ²⁶⁴ ₁₀₇ Bh+ 5n

Los resultados no se han publicado, pero los resultados preliminares parecen indicar la observación de fisión espontánea , posiblemente a partir de ²⁶⁴ Bh. ^{[ 19 ]}

En 2004, el equipo del Instituto de Física Moderna (IMP) de Lanzhou estudió la reacción nuclear entre blancos de americio-243 y núcleos acelerados de magnesio -26 con el fin de sintetizar el nuevo isótopo ^265Bh y recopilar más datos sobre el ^266Bh :

²⁴³ ₉₅ Am+ ²⁶ ₁₂ Mg→ ^269−x ₁₀₇ Bh+ xn(x = 3, 4 o 5)

En dos series de experimentos, el equipo midió las funciones de excitación parciales para las reacciones que emiten tres, cuatro y cinco neutrones. ^{[ 20 ]}

La reacción entre blancos de curio -248 y núcleos acelerados de sodio -23 fue estudiada por primera vez en 2008 por el equipo de RIKEN, Japón, con el fin de estudiar las propiedades de desintegración del ²⁶⁶ Bh, que es un producto de desintegración en sus supuestas cadenas de desintegración del nihonio : ^{[ 21 ]}

²⁴⁸ ₉₆ Cm+ ²³ ₁₁ Na→ ^271−x ₁₀₇ Bh+ xn(x = 4 o 5)

La desintegración de ²⁶⁶ Bh por la emisión de partículas alfa con energías de 9,05–9,23  MeV fue confirmada posteriormente en 2010. ^{[ 22 ]}

Los primeros intentos de sintetizar bohrio mediante vías de fusión caliente fueron realizados en 1979 por el equipo de Dubna, utilizando la reacción entre núcleos acelerados de neón -22 y blancos de berkelio -249:

²⁴⁹ ₉₇ Bk+ ²² ₁₀ Ne→ ^271−x ₁₀₇ Bh+ xn(x = 4 o 5)

La reacción se repitió en 1983. En ambos casos, no se pudo detectar ninguna fisión espontánea de núcleos de bohrio. Más recientemente, se han reinvestigado las vías de fusión caliente hacia el bohrio para permitir la síntesis de isótopos más longevos y ricos en neutrones , lo que posibilitaría un primer estudio químico del bohrio. En 1999, el equipo del LBNL anunció el descubrimiento de isótopos longevos de ^267Bh (5 átomos) y ^266Bh (1 átomo). ^{[ 23 ]} Posteriormente, ambos descubrimientos fueron confirmados. ^{[ 24 ]} El equipo del Instituto Paul Scherrer (PSI) en Berna , Suiza, sintetizó más tarde 6 átomos de ^267Bh en el primer estudio definitivo de la química del bohrio. ^{[ 25 ]}

El bohrio se ha detectado en las cadenas de desintegración de elementos con un número atómico más alto , como el meitnerio . El meitnerio tiene actualmente siete isótopos que se sabe que experimentan desintegraciones alfa para convertirse en núcleos de bohrio, con números másicos entre 262 y 274. Los núcleos de meitnerio progenitores pueden ser a su vez productos de desintegración de roentgenio , nihonio , flerovio , moscovio , livermorio o tenesino . ^{[ 31 ]} Por ejemplo, en enero de 2010, el equipo de Dubna ( JINR ) identificó el bohrio-274 como un producto en la desintegración del tenesino a través de una secuencia de desintegración alfa: ^{[ 26 ]}

²⁹⁴ ₁₁₇ Ts→ ²⁹⁰ ₁₁₅ Mc+ ⁴ ₂ He

²⁹⁰ ₁₁₅ Mc→ ²⁸⁶ ₁₁₃ Nh+ ⁴ ₂ He

²⁸⁶ ₁₁₃ Nh→ ²⁸² ₁₁₁ Rg+ ⁴ ₂ He

²⁸² ₁₁₁ Rg→ ²⁷⁸ ₁₀₉ Mt+ ⁴ ₂ He

²⁷⁸ ₁₀₉ Mt→ ²⁷⁴ ₁₀₇ Bh+ ⁴ ₂ Él

La tabla que aparece a continuación proporciona secciones transversales y energías de excitación para reacciones de fusión fría que producen isótopos de bohrio directamente. Los datos en negrita representan los máximos derivados de las mediciones de la función de excitación. El signo + indica un canal de salida observado.

La tabla que aparece a continuación proporciona secciones transversales y energías de excitación para reacciones de fusión caliente que producen isótopos de bohrio directamente. Los datos en negrita representan los máximos derivados de las mediciones de la función de excitación. El signo + indica un canal de salida observado.