Фабрика сверхтяжелых элементов ОИЯИ произвела пять новых изотопов – лоуренсий-264, московий-286, дармштадтий-276, хассий-272 и сиборгий-268

1 февраля 2023
За время работы Фабрики сверхтяжелых элементов (СТЭ) в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ  Объединенного института ядерных исследований в 2020 – 2022 годах впервые в мире были получены пять новых изотопов сверхтяжелых элементов: 264Lr, 286Mc, 276Ds, 272Hs и 268Sg. Тот факт, что за два года работы Фабрики были открыты сразу несколько неизвестных ранее изотопов, указывает на то, что это передовой исследовательский комплекс, задающий новые стандарты в области синтеза и изучения свойств сверхтяжелых элементов.

Лоуренсий-264 был получен в ходе первых экспериментов на Фабрике СТЭ по синтезу изотопов московия в реакции 48Ca+243Am. Время жизни нового нуклида составило около пяти часов. Этот эксперимент повторял реакции, которые уже изучались ранее, и не только в ЛЯР, но и в научных центрах Германии, Японии, США.
«В первом же эксперименте, в этих, казалось бы, известных и хорошо изученных реакциях, мы увидели новый изотоп лоуренсия-264. Для нас это было показателем того, что Фабрика сверхтяжелых элементов действительно работает так, как было задумано и превосходит по своим возможностям установки предыдущего поколения», — прокомментировал ученый секретарь ЛЯР ОИЯИ Александр Карпов.

Он добавил, что наиболее важным фактором, повлиявшим на открытие лоуренсия-264, стали хорошие фоновые условия в фокальной плоскости первого сепаратора Фабрики, DGFRS-II (Dubna Gas-Filled Recoil Separator) – он способен чрезвычайно эффективно отсеивать события, не имеющие отношения к синтезу сверхтяжелых элементов. По словам ученого, прежде считалось, что распад московия-288 идет по цепочке нескольких альфа-распадов и завершается спонтанным делением дубния-268, примерно через сутки. Однако ученым ЛЯР удалось установить, что почти в половине случаев дубний действительно делится, а в оставшихся ~50 % случаев — испускает альфа-частицу, образуя лоуренсий-264, который до этого не наблюдался. Было зафиксировано около 50 событий образования 264Lr из 110 событий 288Mc.

Еще одна сильная сторона Фабрики СТЭ – ее высокая производительность, что позволяет гораздо быстрее набирать статистику. Таким образом, за один эксперимент иногда удается изучить реакцию при нескольких энергиях пучка, работая при этом с предельно низкими сечениями (вероятностями) синтеза, что создает возможность получения абсолютно новой информации. Так, в 2021 году на Фабрике СТЭ было получено одно событие образования нового изотопа – московия-286, чье время жизни составляет всего 20 миллисекунд.

«Мы смогли обнаружить этот изотоп именно благодаря тому, что теперь статистика набирается кратно быстрее, чем было до сих пор», — отметил Александр Карпов.

В эксперименте 2022 года использовалась реакция, которая еще не изучалась нигде в мире – взаимодействие пучка кальция-48 с мишенным материалом тория-232. В этой комбинации были получены сразу три неизвестных ранее изотопа: дармштадтий-276 (шесть событий), хассий-272 и сиборгий-268 (по два события). Оказалось, что дармштадий-276 за доли миллисекунды испытывает альфа-распад в хассий-272, а хассий, в свою очередь, через сто миллисекунд претерпевает альфа-распад в сиборгий-268, который в течение 10-15 секунд спонтанно делится.

Основная цель этого эксперимента — подготовка к синтезу 120-го элемента Периодической таблицы. Теория предсказывает, что для реакции кальций – торий ожидалось минимальное сечение. Сечения в реакции с кальцием-48 возрастают как при перемещении к более легким элементам, так и к более тяжелым. А для 110-го элемента, дармштадтия, теорией предсказывался его минимум.
....
продолжение
https://www.atomic-e…/01/132432