Articulo de referencia

Isótopos del nobelio

El nobelio ( 102No ) es un elemento sintético , por lo que no se le puede asignar un peso atómico estándar . Como todos los elementos sintéticos, no tiene isótopos estables . El...

El nobelio ( 102No ) es un elemento sintético , por lo que no se le puede asignar un peso atómico estándar . Como todos los elementos sintéticos, no tiene isótopos estables . El primer isótopo sintetizado (e identificado correctamente) fue el 254No en 1966. Existen catorce radioisótopos conocidos , que van del 248No al 260No y al 262No , además de numerosos isómeros . El isótopo de mayor vida media es el 259No , con una vida media de 58 minutos. El isómero de mayor vida media es el 251m1No , con una vida media de 1,02 segundos.

Lista de isótopos

  1. m NoIsómero nuclear excitado. 
  2. () La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes. 
  3. # Masa atómica marcada con # : valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos parcialmente de tendencias de la Superficie de Masa (TMS). 
  4. Modos de desintegración:
  5. () valor de giro : indica giro con argumentos de asignación débiles. 
  6. 1 2 # Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos parcialmente de tendencias de nucleidos vecinos (TNN). 
  7. Solo se informa el límite superior de la vida media, no está incluido en la base de datos de descubrimiento.
  8. Publicado únicamente en una tesis y no en una revista arbitrada.
  9. No se sintetiza directamente, se produce como producto de desintegración del 262 Lr.

Nucleosíntesis

Fusión fría

208 Pb( 48 Ca,xn) 256−x No (x=1,2,3,4)

Esta reacción de fusión fría se estudió por primera vez en 1979 en el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares (FLNR). En 1988, trabajos posteriores en el GSI midieron las ramificaciones de EC y SF en el isótopo 254. En 1989, el FLNR utilizó la reacción para medir las características de desintegración SF de los dos isómeros del isótopo 254. La medición de la función de excitación 2n fue reportada en 2001 por Yuri Oganessian en el FLNR.

En 2002, Patin y colaboradores del LBNL informaron sobre la síntesis de 255–251 No en los canales de salida 1-4n y midieron datos adicionales de desintegración para estos isótopos.

Recientemente, la reacción se ha utilizado en el Jyväskylän Yliopisto Fysiikan Laitos (JYFL) mediante el montaje RITU para estudiar la isomería K en el compuesto 254 No. Los científicos lograron medir dos isómeros K con vidas medias de 275  ms y 198  s, respectivamente. Estos isómeros se clasificaron en los niveles isoméricos K 8 y 16 + .

La reacción se utilizó entre 2004 y 2005 en el FLNR para estudiar la espectroscopia de los compuestos 255-253 No. El equipo pudo confirmar un nivel isomérico en el compuesto 253 No con una vida media de 43,5  s.

208 Pb( 44 Ca,xn) 252−x No (x=2)

Esta reacción fue estudiada en 2003 en el FLNR en un estudio de la espectroscopia de 250 No.

207 Pb( 48 Ca,xn) 255−x No (x=2)

La medición de la función de excitación 2n para esta reacción fue reportada en 2001 por Yuri Oganessian y colaboradores en el FLNR. La reacción se utilizó en 2004-5 para estudiar la espectroscopia de 253 No.

206 Pb( 48 Ca,xn) 254−x No (x=1,2,3,4)

La medición de las funciones de excitación 1-4n para esta reacción fue reportada en 2001 por Yuri Oganessian y colaboradores en el FLNR. El canal 2n fue estudiado posteriormente por el GSI para proporcionar una determinación espectroscópica del isómero K en el compuesto 252 No. Se detectó un isómero K con espín y paridad 8 con una vida media de 110  ms.

204 Pb( 48 Ca,xn) 252−x No (x=2,3)

La medición de la función de excitación 2n para esta reacción fue reportada en 2001 por Yuri Oganessian en el FLNR. Reportaron un nuevo isótopo 250 No con una vida media de 36  μs. La reacción fue utilizada en 2003 para estudiar la espectroscopia de 250 No. Pudieron observar dos actividades de fisión espontánea con vidas medias de 5,6  μs y 54  μs y asignadas a 250 No y 249 No, respectivamente. La última actividad fue asignada más tarde a un isómero K en 250 No. [ 13 ] La reacción fue reportada en 2006 por Peterson et al. en el Laboratorio Nacional Argonne (ANL) en un estudio de SF en 250 No. Detectaron dos actividades con vidas medias de 3,7 μs y 43 μs y ambas asignadas a 250 No, la última asociada con un isómero K. [ 14 ] En 2020, un equipo del FLNR repitió esta reacción y encontró una nueva actividad de partículas alfa de 9,1 MeV correlacionada con 245 Fm y 241 Cf, que asignaron al nuevo isótopo 249 No. [ 15 ]    

Fusión caliente

232 Th( 26 Mg,xn) 258−x No (x=4,5,6)

En el FLNR se han medido las secciones transversales de los canales de salida 4-6n para esta reacción.

238 U( 22 Ne,xn) 260−x No (x=4,5,6)

Esta reacción se estudió por primera vez en 1964 en el FLNR. El equipo pudo detectar desintegraciones de 252Fm y 250Fm . La actividad de 252Fm se asoció con una vida media de  ~8 s y se asignó a 256 102 del canal 4n, con un rendimiento de 45 nb. También pudieron detectar una actividad de fisión espontánea de 10 s, también asignada tentativamente a 256 102. En 1966, trabajos posteriores sobre la reacción examinaron la detección de la desintegración de 250Fm mediante separación química y se informó una actividad parental con una vida media de ~50 s, que se asignó correctamente a 254 102. También detectaron una actividad de fisión espontánea de 10 s, asignada tentativamente a 256 102. La reacción se utilizó en 1969 para estudiar algunos aspectos iniciales de la química del nobelio en el FLNR. Determinaron las propiedades del eka-iterbio, consistentes con el nobelio como el homólogo más pesado. En 1970, pudieron estudiar las propiedades SF del 256 No. En 2002, Patin et al. informaron la síntesis del 256 No a partir del canal 4n, pero no pudieron detectar el 257 No.    

En el FLNR también se han estudiado los valores de la sección transversal para los canales 4-6n.

238 U( 20 Ne,xn) 258−x No

Esta reacción fue estudiada en 1964 en FLNR. No se observó actividad de fisión espontánea .

236 U( 22 Ne,xn) 258−x No (x=4,5,6)

En el FLNR se han medido las secciones transversales de los canales de salida 4-6n para esta reacción.

235 U( 22 Ne,xn) 257−x No (x=5)

Esta reacción fue estudiada en 1970 en el FLNR. Se utilizó para estudiar las propiedades de desintegración SF del 252 No.

233 U( 22 Ne,xn) 255−x No

La síntesis de isótopos de nobelio deficientes en neutrones se estudió en 1975 en el FLNR. En sus experimentos observaron una  actividad de SF6 de 250 s, que asignaron tentativamente al 250No en el canal de salida de 5n. Resultados posteriores no han podido confirmar esta actividad y actualmente permanece sin identificar.

242 Pu( 18 O,xn) 260−x No (x=4?)

Esta reacción fue estudiada en 1966 en el FLNR. El equipo identificó una  actividad SF de 8,2 s asignada tentativamente a 256 102.

241 Pu( 16 O,xn) 257−x No

 Esta reacción se estudió por primera vez en 1958 en el FLNR. El equipo midió partículas alfa de aproximadamente 8,8 MeV con una vida media de 30  s y las asignó a 253, 252 y 251 102. Una repetición en 1960 produjo  partículas alfa de 8,9 MeV con una vida media de 2 a 40  s y las asignó a 253 102 del canal 4n. La confianza en estos resultados disminuyó posteriormente.

239 Pu( 18 O,xn) 257−x No (x=5)

Esta reacción fue estudiada en 1970 en el FLNR en un esfuerzo por estudiar las propiedades de desintegración SF del 252 No.

239 Pu( 16 O,xn) 255−x No

Esta reacción se estudió por primera vez en 1958 en el FLNR. El equipo logró medir  partículas alfa de aproximadamente 8,8 MeV con una vida media de 30  s, a las que se asignaron los elementos 253, 252 y 251 102. Un experimento posterior en 1960 no tuvo éxito y se concluyó que los primeros resultados probablemente se debían a efectos de fondo.

243 Am( 15 N,xn) 258−x No (x=4)

Esta reacción fue estudiada en 1966 en el FLNR. El equipo logró detectar 250Fm mediante técnicas químicas y determinó una vida media significativamente mayor que los 3  s reportados por Berkeley para el supuesto isótopo progenitor 254N . Posteriormente, ese mismo año, se midieron  partículas alfa de 8,1 MeV con una vida media de 30 a 40  s.

243 Am( 14 N,xn) 257−x No

Esta reacción fue estudiada en 1966 en el FLNR. No pudieron detectar las  partículas alfa de 8,1 MeV detectadas al usar un haz de N-15.

241 Am( 15 N,xn) 256−x No (x=4)

Las propiedades de desintegración del 252No fueron examinadas en 1977 en Oak Ridge. El equipo calculó una vida media de 2,3  s y midió una ramificación SF del 27%.

248 Cm( 18 O,αxn) 262−x No (x=3)

La síntesis del nuevo isótopo 259No fue descrita en 1973 por el LBNL utilizando esta reacción.

248 Cm( 13 C,xn) 261−x No (x=3?,4,5)

Esta reacción se estudió por primera vez en 1967 en el LBNL. Los nuevos isótopos 258No , 257No y 256No se detectaron en los canales 3-5n. La reacción se repitió en 1970 para obtener más datos de desintegración para el 257No .

248 Cm( 12 C,xn) 260−x No (4,5?)

Esta reacción fue estudiada en 1967 en el LBNL en su estudio seminal de isótopos de nobelio. La reacción fue utilizada en 1990 en el LBNL para estudiar la SF de 256 No.

246 Cm( 13 C,xn) 259−x No (4?,5?)

Esta reacción fue estudiada en 1967 en el LBNL, en su estudio pionero sobre los isótopos de nobelio.

246 Cm( 12 C,xn) 258−x No (4,5)

Esta reacción fue estudiada en 1958 por científicos del LBNL utilizando un blanco de curio 246 Cm al 5% . Lograron medir desintegraciones de 7,43 MeV del 250 Fm, asociadas a una actividad parental de 254 No de 3 s , resultante del canal 4n. La actividad de 3 s fue posteriormente reasignada al 252 No, como resultado de la reacción con el componente predominante de 244 Cm en el blanco. Sin embargo, no se pudo demostrar que no se debiera al contaminante 250m Fm, desconocido en ese momento. Trabajos posteriores, en 1959, produjeron partículas alfa de 8,3 MeV con una vida media de 3 s y una rama SF del 30%. Esta se asignó inicialmente al 254 No y posteriormente se reasignó al 252 No, como resultado de la reacción con el componente de 244 Cm en el blanco. La reacción fue reestudiada en 1967 y se detectaron actividades asignadas a los isótopos 254 No y 253 No.     

244 Cm( 13 C,xn) 257−x No (x=4)

Esta reacción se estudió por primera vez en 1957 en el Instituto Nobel de Estocolmo. Los científicos detectaron  partículas alfa de 8,5 MeV con una vida media de 10 minutos. La actividad se atribuyó al isótopo 251No o 253No . Posteriormente, los resultados se descartaron como ruido de fondo. La reacción fue repetida por científicos del LBNL en 1958, pero no pudieron confirmar la presencia de partículas alfa de 8,5 MeV. La reacción se estudió nuevamente en 1967 en el LBNL y se midió  una actividad atribuida al isótopo 253No .

244 Cm( 12 C,xn) 256−x No (x=4,5)

Esta reacción fue estudiada en 1958 por científicos del LBNL utilizando un blanco de curio de 244 Cm al 95% . Lograron medir desintegraciones de 7,43 MeV del 250 Fm, asociadas con una actividad parental de 254 No de 3 s , resultante de la reacción ( 246 Cm,4n). La actividad de 3 s fue posteriormente reasignada al 252 No, resultante de la reacción ( 244 Cm,4n). Sin embargo, no se pudo demostrar que no se debiera al contaminante 250m Fm, desconocido en ese momento. Trabajos posteriores en 1959 produjeron partículas alfa de 8,3 MeV con una vida media de 3 s y una rama SF del 30%. Esto fue inicialmente asignado al 254 No y posteriormente reasignado al 252 No, resultante de la reacción con el componente 244 Cm en el blanco. La reacción fue reestudiada en 1967 en el LBNL y se midió una nueva actividad asignada al 251 No.     

252 Cf( 12 C,αxn) 260−x No (x=3?)

Esta reacción fue estudiada en el LBNL en 1961 como parte de su búsqueda del elemento 104. Detectaron  partículas alfa de 8,2 MeV con una vida media de 15  s. Esta actividad se atribuyó a un isótopo con Z=102. Trabajos posteriores sugieren una asignación al 257No , probablemente resultante del canal α3n con el componente 252Cf del blanco de californio .

252 Cf( 11 B,pxn) 262−x No (x=5?)

Esta reacción fue estudiada en el LBNL en 1961 como parte de su búsqueda del elemento 103. Detectaron  partículas alfa de 8,2 MeV con una vida media de 15  s. Esta actividad se atribuyó a un isótopo con Z=102. Trabajos posteriores sugieren una asignación al 257No , probablemente resultante del canal p5n con el componente 252Cf del blanco de californio .

249 Cf( 12 C,αxn) 257−x No (x=2)

Esta reacción se estudió por primera vez en 1970 en el LBNL, en un estudio del elemento 255 No. En 1971, se estudió nuevamente en el Laboratorio Oak Ridge. Allí lograron medir rayos X coincidentes con Z=100 K provenientes del elemento 255 No, lo que confirmó su descubrimiento.

Como productos de descomposición

También se han identificado isótopos de nobelio en la desintegración de elementos más pesados. Las observaciones realizadas hasta la fecha se resumen en la tabla siguiente:

isótopos

Se han caracterizado doce radioisótopos de nobelio, siendo el más estable el 259No , con una vida media de 58 minutos. Se prevén vidas medias más largas para los isótopos 261No y 263No , aún desconocidos . Se ha detectado un nivel isomérico en el 253No y, hasta la fecha, se han encontrado isómeros K en el 250No , 252No y 254No .

isomería nuclear

254 No

El estudio del isómero K fue investigado recientemente por físicos del laboratorio de física de la Universidad de Jyväskylä (JYFL). Lograron confirmar un isómero K previamente descrito y detectaron un segundo isómero K. Asignaron espines y paridades de 8 y 16 + a ambos isómeros K.

253 No

En 1971, Bemis et al. lograron determinar un nivel isomérico que decaía con una vida media de 31  s a partir del decaimiento del 257Rf . Esto se confirmó en 2003 en el GSI mediante el estudio del decaimiento del 257Rf . Ese mismo año, el FLNR aportó más evidencia con una vida media ligeramente superior de 43,5  s, que decae por emisión gamma M2 al estado fundamental.

252 No

En un estudio reciente del GSI sobre la isomería K en isótopos pares-pares,  se detectó un isómero K con una vida media de 110 ms para el n.° 252. Se le asignó un espín y una paridad de 8 − .

250 No

En 2003, científicos del FLNR informaron haber logrado sintetizar el isótopo 249No , que se desintegraba por SF6 con una vida media de 54  μs. Investigaciones posteriores realizadas en 2006 por científicos del ANL demostraron que la actividad se debía en realidad a un isómero K del isótopo 250No . También se detectó el isómero en estado fundamental con una vida media muy corta de 3,7  μs.

Rendimientos químicos de los isótopos

Fusión fría

La tabla que aparece a continuación muestra las secciones transversales y las energías de excitación de las reacciones de fusión fría que producen isótopos de nobelio 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.

Fusión caliente

La tabla que aparece a continuación proporciona secciones transversales y energías de excitación para reacciones de fusión caliente que producen isótopos de nobelio 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.

isótopos retraídos

En 2003, científicos del FLNR afirmaron haber descubierto el 249No , que habría sido el isótopo más ligero conocido del nobelio. Sin embargo, trabajos posteriores demostraron que la  actividad de fisión de 54 μs se originaba en realidad a partir de un estado excitado del 250No . [ 14 ] El descubrimiento de este isótopo se informó posteriormente en 2020; sus propiedades de desintegración diferían de las afirmaciones de 2003. [ 15 ]

Referencias

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