zh 𨧀的同位素

主要的𨧀同位素
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𨧀是人造元素，没有稳定同位素。首个被发现的𨧀同位素是1968年发现的²⁶¹Db。目前已发现²⁵⁵Db至²⁷⁰Db（²⁶⁴Db、²⁶⁵Db、²⁶⁹Db除外）共13种𨧀的放射性同位素。𨧀有一种同核异构体^257mDb，另有两种未被确认的同核异构体。𨧀最稳定的同位素是²⁶⁸Db，半衰期16小时。

圖表

符號	Z	N	同位素質量（u） ^{[n 1]}^{[n 2]}	半衰期 ^{[n 2]}	衰變方式^[5]	衰變產物	原子核自旋
符號	激發能量^{[n 1]}^{[n 2]}			半衰期 ^{[n 2]}	衰變方式^[5]	衰變產物	原子核自旋
²⁵⁵Db^[6]	105	150	255.10707(45)#	6998370000000000000♠37+51 −14 ms	α（~50%）	²⁵¹Lr
²⁵⁵Db^[6]	105	150	255.10707(45)#	6998370000000000000♠37+51 −14 ms	SF（~50%）	(various)
²⁵⁶Db	105	151	256.10789(26)#	1.9(4) s [1.6(+5−3) s]	α (~64%)	²⁵²Lr
					SF (~0.02%)	(various)
					β⁺ (~36%)	²⁵⁶Rf
²⁵⁷Db	105	152	257.10758(22)#	1.53(17) s [1.50(+19−15) s]	α (>94%)	²⁵³Lr	(9/2+)
					SF (<6%)	(various)
					β⁺ (1%)	²⁵⁷Rf
^257mDb	140(100)# keV			0.67(6) s	α (>87%)	²⁵³Lr	(1/2−)
					SF (<13%)	(various)
					β⁺ (1#%)	²⁵⁷Rf
²⁵⁸Db	105	153	258.10929(33)#	4.5(4) s	α (64%)	²⁵⁴Lr
					β⁺ (36%)	²⁵⁸Rf
					SF (<1%)	(various)
^258mDb^{[n 3]}	60(100)# keV			1.9(5) s	β⁺	²⁵⁸Rf
^258mDb^{[n 3]}	60(100)# keV			1.9(5) s	IT （不常見）	²⁵⁸Db
²⁵⁹Db	105	154	259.10949(6)	0.51(16) s	α	²⁵⁵Lr
²⁶⁰Db	105	155	260.1113(1)#	1.52(13) s	α (>90.4%)	²⁵⁶Lr
					SF (<9.6%)	(various)
					β⁺ (<2.5%)	²⁶⁰Rf
^260mDb^{[n 3]}	200(150)# keV			19 s
²⁶¹Db	105	156	261.11192(12)#	4.5(1.1) s	SF (73%)	(various)
²⁶¹Db	105	156	261.11192(12)#	4.5(1.1) s	α (27%)	²⁵⁷Lr
²⁶²Db	105	157	262.11407(15)#	35(5) s	SF (~67%)	(various)
					α (~30%)	²⁵⁸Lr
					β⁺ (3#%)	²⁶²Rf
²⁶³Db	105	158	263.11499(18)#	29(9) s [27(+10−7) s]	SF (~56%)	(various)
					α (~37%)	²⁵⁹Lr
					β⁺ (~6.9%)^{[n 4]}	²⁶³Rf
²⁶⁶Db^{[n 5]}	105	161	266.12103(30)#	80(70) min	SF	(various)
²⁶⁶Db^{[n 5]}	105	161	266.12103(30)#	80(70) min	ε	²⁶⁶Rf
²⁶⁷Db^{[n 6]}	105	162	267.12247(44)#	4.6(3.7) h	SF	(various)
²⁶⁸Db^{[n 7]}	105	163	268.12567(57)#	30.8(5.0) h	SF (~100%)	(various)
²⁶⁸Db^{[n 7]}	105	163	268.12567(57)#	30.8(5.0) h	ε ^{[n 8]}	²⁶⁸Rf
²⁷⁰Db^{[n 9]}	105	165	270.13136(64)#	7003360000000000000♠1.0+1.5 −0.4 h^[4]	SF (17%)	(various)
²⁷⁰Db^{[n 9]}	105	165	270.13136(64)#	7003360000000000000♠1.0+1.5 −0.4 h^[4]	α (83%)	²⁶⁶Lr

^ ^1.0 ^1.1 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
^ ^2.0 ^2.1 ^2.2 用括號括起來的數據代表不確定性。
^ ^3.0 ^3.1 Existence of this isomer is unconfirmed
^ Heaviest nuclide known to undergo β⁺ decay
^ Not directly synthesized, occurs in the decay chain of ²⁸²Nh
^ Not directly synthesized, occurs in the decay chain of ²⁸⁷Mc
^ Not directly synthesized, occurs in the decay chain of ²⁸⁸Mc
^ Heaviest nuclide known to undergo electron capture
^ Not directly synthesized, occurs in the decay chain of ²⁹⁴Ts

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核合成歷史

冷核聚變

本節有關以冷核聚變反應合成𨧀原子核。這些過程在低激發能（約10至20 MeV，因而稱為「冷」核聚變）生成複核，裂變之後存活機率較高。處於激發狀態的原子核再衰變至基態，期間只發出一顆或兩顆中子。

²⁰⁹Bi(⁵⁰Ti,xn)^259-xDb (x=1,2,3)

首次嘗試合成𨧀的冷聚變反應在1976年由杜布納Flerov核反應研究所的團隊進行，使用的是以上的反應。他們探測到了一次5秒長的自發裂變活動，指向²⁵⁷Db。其後改為指向²⁵⁸Db。1981年，位於重離子研究所的團隊利用改進了的母子體衰變關係法研究了該反應。他們證實探測到²⁵⁸Db，1n中子蒸發道的產物。^[7]在1983年，位於杜布納的團隊用化學分離後辨認衰變產物，重新進行了以上的反應。他們探測到了來自以²⁵⁸Db為首的衰變鏈中的已知產物的α衰變。這項發現成為了成功形成𨧀原子核的部分證據。重離子研究所的團隊在1985年重新進行反應，並探測到10個²⁵⁷Db原子。^[8]1993年設施的重要更新之後，在2000年，團隊在1n、2n及3n激發函數測量了120次²⁵⁷Db的衰變、16次²⁵⁶Db的衰變及一次²⁵⁸Db的衰變。整合到的²⁵⁷Db的數據使得團隊能夠首次研究這個同位素的光譜，辨認到一個同核異構體^257mDb的同時，得到了首次對²⁵⁷Db衰變能級結構的確認。^[9]這條反應用於在2003至2004年對鍆和鑀的光譜研究當中。^[10]

²⁰⁹Bi(⁴⁹Ti,xn)^258-xDb (x=2?)

1983年，尤里·奥加涅相和在杜布納的團隊研究了這條反應。他們觀察到了一次2.6秒長的自發衰變活動，初步指向²⁵⁶Db。之後的結果指出應改為指向²⁵⁶Rf，來自於電子捕獲分支比約為30%的²⁵⁶Db。

²⁰⁹Bi(⁴⁸Ti,xn)^257-xDb (x=1?)

1983年，奥加涅相和在杜布納的團隊研究了這條反應。他們觀察到了一次1.6秒長的活動，其中α衰變分支比約為80%，自發衰變分支比約為20%。這次活動初步指向²⁵⁵Db，而其後的結果指出應改為指向²⁵⁶Db。2005年，于韦斯屈莱大学的团队研究该反应，并合成了三颗²⁵⁵Db原子。^[6]

²⁰⁸Pb(⁵¹V,xn)^259-xDb (x=1,2)

杜布納的團隊在1976年研究了這條反應，再次探測到5秒長的自發裂變反應。活動起初指向²⁵⁷Db，而後來改為指向²⁵⁸Db。2006年，勞倫斯伯克利國家實驗室的團隊在其單原子序發射物（odd-Z projectile）計劃中重新研究了該反應。他們在測量1n和2n中子蒸發道時，探測到²⁵⁸Db和²⁵⁷Db。^[11]

²⁰⁷Pb(⁵¹V,xn)^258-xDb

杜佈納的團隊在1976研究過這一反應，但這次並未探測到最初指向²⁵⁷Db而後來改為指向²⁵⁸Db的5秒長的自發衰變活動。他們卻探測到1.5秒長的自發衰變活動，最初指向²⁵⁵Db。

²⁰⁵Tl(⁵⁴Cr,xn)^259-xDb (x=1?)

杜佈納的團隊在1976年研究了這一反應，再次探測到5秒長的自發裂變活動，最初指向²⁵⁷Db，後來改為指向²⁵⁸Db。

熱核聚變

本節有關以熱核聚變反應合成𨧀原子核。這些過程在高激發能（約40至50 MeV，因而稱為「熱」核聚變）生成複核，裂變及擬裂變之後存活機率較低。處於激發狀態的原子核再衰變至基態，期間發出3至5顆中子。

²³²Th(³¹P,xn)^263-xDb (x=5)

Andreyev等人於1989年在Flerov核反應研究所利用磷-31束研究了該罕見的反應，但對此研究結果的報告非常有限。一處來源稱沒有探測到任何原子，而來自俄羅斯本國的另一更可靠來源稱，在5n通道合成了²⁵⁸Db，產量為120 pb。

²³⁸U(²⁷Al,xn)^265-xDb (x=4,5)

2006年，在一項用鈾目標合成超重元素的研究項目中，勞倫斯伯克利國家實驗室的由Ken Gregorich領導的團隊研究了這條新反應的4n和5n通道的激發函數。^[12]

²³⁶U(²⁷Al,xn)^263-xDb (x=5,6)

Andreyev等人在杜布納Flerov核反應研究所於1992年首次進行了對這條反應的研究。他們在5n和6n出射道觀察到²⁵⁸Db及²⁵⁷Db，產量分別為450 pb和75 pb。^[13]

²⁴³Am(²²Ne,xn)^265-xDb (x=5)

杜布納Flerov核反應研究所的團隊首次在1968年嘗試合成𨧀元素。他們觀察到兩條α線，初步指向²⁶¹Db和²⁶⁰Db。他們在1970年重複進行實驗，觀察自發裂變活動。發現的2.2秒長自發裂變活動指向²⁶¹Db。1970年，杜布納的團隊開始使用溫度梯度色譜法，在化學實驗中探測𨧀的揮發性氯化物。第一次嘗試中，他們探測到具揮發性的自發裂變活動，其吸收特性類似於NbCl₅而非HfCl₄。這表示，類釹原子核形成為DbCl₅。1971年，他們用更高敏感度的工具重複進行了實驗，並觀測到類釹部分的α衰變。這成了形成²⁶⁰Db的證據。利用溴化物的形成，這個實驗在1976年再次進行，並取得幾乎相同的結果。這意味著產生了具揮發性及類釹特性的DbBr₅。

²⁴¹Am(²²Ne,xn)^263-xDb (x=4,5)

2000年，於蘭州現代物理中心的中國科學家們宣布發現了當時未知的²⁵⁹Db同位素，同位素在4n中子蒸發通道中形成。他們同時證實了²⁵⁸Db的衰變屬性。^[14]

²⁴⁸Cm(¹⁹F,xn)^267-xDb (x=4,5)

保羅謝爾研究所首次在1999年研究了這項反應，從而產生²⁶²Db作化學實驗。實驗探測到4顆原子，截面為260 pb。^[15]位於日本原子能研究所的科學家們在2002年進一步研究這條反應，並在研究𨧀的水溶化學時，確認產生出²⁶²Db同位素。^[16]

²⁴⁹Bk(¹⁸O,xn)^267-xDb (x=4,5)

阿伯特·吉奥索在1970年於加州大學發現了²⁶⁰Db之後，其團隊在翌年又發現了新同位素²⁶²Db。他們同時觀察到源頭未能確認的一次25秒長的自發裂變，可能與現在所知的²⁶³Db自發裂變支鏈有關。^[17]1990年，勞倫斯伯克利國家實驗室中由Kratz帶領的一組團隊確切地發現了新同位素²⁶³Db，同位素產生於4n中子蒸發通道中。^[18]這一團隊重複幾次利用這條反應，用以嘗試證實²⁶³Db的一條電子捕獲支鏈，該支鏈會產生半衰期較長的²⁶³Rf同位素（見鑪）。^[19]

²⁴⁹Bk(¹⁶O,xn)^265-xDb (x=4)

阿伯特·吉奥索在1970年於加州大學發現了²⁶⁰Db之後，其團隊在翌年又發現了新同位素²⁶¹Db。^[17]

²⁵⁰Cf(¹⁵N,xn)^265-xDb (x=4)

勞倫斯伯克利國家實驗室在1970年發現了²⁶⁰Db之後，在翌年又發現了新同位素²⁶¹Db。^[17]

²⁴⁹Cf(¹⁵N,xn)^264-xDb (x=4)

勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊在1970年研究了這條反應，並在實驗中發現了同位素²⁶⁰Db。他們用了現代的母子核衰變關係法證實了這個發現。^[20]1977年，橡樹嶺國家實驗室團隊重複進行了實驗，通過辨認來自衰變產物鐒的K殼層X光，證實發現了同位素。^[21]

²⁵⁴Es(¹³C,xn)^267-xDb

1988年，勞倫斯利福摩爾國家實驗室的科學家在不對稱熱核聚變反應中用鑀-254作目標，以尋找新的核素：²⁶⁴Db和²⁶³Db。由於鑀-254目標太小，實驗的敏感度太低，因此未能探測到任何蒸發殘餘。

更重核素的衰變

𨧀的同位素也是某些更高元素衰變中的產物。下表列出至今為止的觀測：

蒸發殘餘	觀察到的𨧀同位素
²⁹⁴Ts	²⁷⁰Db
²⁸⁸Mc	²⁶⁸Db
²⁸⁷Mc	²⁶⁷Db
²⁸²Nh	²⁶⁶Db
²⁶⁷Bh	²⁶³Db
²⁷⁸Nh, ²⁶⁶Bh	²⁶²Db
²⁶⁵Bh	²⁶¹Db
²⁷²Rg	²⁶⁰Db
²⁶⁶Mt, ²⁶²Bh	²⁵⁸Db
²⁶¹Bh	²⁵⁷Db
²⁶⁰Bh	²⁵⁶Db

同位素發現時序

同位素發現時序
同位素	發現年份	所用反應
²⁵⁵Db	2005	²⁰⁹Bi(⁴⁸Ti,2n)
²⁵⁶Db	1983?, 2000	²⁰⁹Bi(⁵⁰Ti,3n)
²⁵⁷Db^g	1985	²⁰⁹Bi(⁵⁰Ti,2n)
²⁵⁷Db^m	2000	²⁰⁹Bi(⁵⁰Ti,2n)
²⁵⁸Db	1976?, 1981	²⁰⁹Bi(⁵⁰Ti,n)
²⁵⁹Db	2001	²⁴¹Am(²²Ne,4n)
²⁶⁰Db	1970	²⁴⁹Cf(¹⁵N,4n)
²⁶¹Db	1971	²⁴⁹Bk(¹⁶O,4n)
²⁶²Db	1971	²⁴⁹Bk(¹⁸O,5n)
²⁶³Db	1971?, 1990	²⁴⁹Bk(¹⁸O,4n)
²⁶⁴Db	未知
²⁶⁵Db	未知
²⁶⁶Db	2006	²³⁷Np(⁴⁸Ca,3n)
²⁶⁷Db	2003	²⁴³Am(⁴⁸Ca,4n)
²⁶⁸Db	2003	²⁴³Am(⁴⁸Ca,3n)
²⁶⁹Db	未知
²⁷⁰Db	2009	²⁴⁹Bk(⁴⁸Ca,3n)

同核異構體

²⁶⁰Db

近期有關²⁷²Rg的衰變數據指出，某些衰變鏈通過²⁶⁰Db時的半衰期比預期的長許多。這些衰變與同核異構體衰變有關，其進行α衰變時半衰期約為19秒。更進一步的研究能斷定更準確的衰變源。

²⁵⁸Db

在對²⁶⁶Mt和²⁶²Bh衰變的研究中，有²⁵⁸Db同核異構體存在的證據。這些經電子捕獲的衰變與經釋放α粒子的衰變的半衰期有著顯著的分別。這表示存在著一種以電子捕獲方式衰變，半衰期約為20秒的同核異構體的存在。更進一步的研究能斷定更準確的衰變源。

²⁵⁷Db

對²⁵⁷Db 形成及衰變的研究已証實了一種同核異構體的存在。最初認為²⁵⁷Db進行α衰變，能量為9.16、9.07和8.97 MeV。在測量這些衰變與²⁵³Lr的衰變的關係之後，證實能量為9.16 MeV的衰變屬於另外一種同核異構體。數據分析加上理論表示該活動的源頭為亞穩態^257mDb。基態進行α放射，能量為9.07和8.97 MeV。近期實驗並沒有證實^257m,gDb的自發裂變。

衰變階段光譜圖

²⁵⁷Db

参考文獻

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[hash-5] 1.0 ^1.1 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。

[brackets-6] 2.0 ^2.1 ^2.2 用括號括起來的數據代表不確定性。

[ui-9] 3.0 ^3.1 Existence of this isomer is unconfirmed

[10] Heaviest nuclide known to undergo β⁺ decay

[11] Not directly synthesized, occurs in the decay chain of ²⁸²Nh

[12] Not directly synthesized, occurs in the decay chain of ²⁸⁷Mc

[13] Not directly synthesized, occurs in the decay chain of ²⁸⁸Mc

[14] Heaviest nuclide known to undergo electron capture

[15] Not directly synthesized, occurs in the decay chain of ²⁹⁴Ts

[1] Haba, H.; Huang, M.; Kaji, D.; Kanaya, J.; Kudou, Y.; Morimoto, K.; Morita, K.; Murakami, M.; Ozeki, K.; Sakai, R.; Sumita, T.; Wakabayashi, Y.; Yoneda, A.; Kasamatsu, Y.; Kikutani, Y.; Komori, Y.; Nakamura, K.; Shinohara, A.; Kikunaga, H.; Kudo, H.; Nishio, K.; Toyoshima, A.; Tsukada, K. Production of ²⁶²Db in the ²⁴⁸Cm(¹⁹F,5n)²⁶²Db reaction and decay properties of ²⁶²Db and ²⁵⁸Lr. Physical Review C. 28 February 2014, 89 (2): 024618 [2 July 2023]. doi:10.1103/PhysRevC.89.024618.

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