דובניום אינו מופיע באופן טבעי בכדור הארץ והוא מיוצר באופן מלאכותי. המכון המאוחד למחקר גרעיני (JINR) הסובייטי היה הראשון לגלות את היסוד באפריל 1970, ומיד לאחר מכן, המעבדה הלאומית לורנס ברקלי (LBNL) האמריקאית הכריזה על גילויו ביוני 1970. שתי הקבוצות הציעו שמות משלהם ליסוד והשתמשו בשמות אלו מבלי הסכמה עולמית, ורק בשנת 1993 נפתר הסכסוך על הגילוי וצוות חקירה רשמי מארגון ה-IUPAC החליט לתת קרדיט לשתי הקבוצות, ובשנת 1997 קבע הארגון את שם היסוד להיות דובניום, על שם העיר דובנה, מקום מושבו של המכון המאוחד למחקר גרעיני.
על פי מחקרים תאורטיים, דובניום אמור להימצא במחזור השביעי ובקבוצה החמישית בטבלה המחזורית, מתחת לוונדיום, ניאוביום וטנטלום. על כן, תכונותיו הכימיות, כגון מספר אלקטרוני הערכיות, וקיום דרגת חמצון+5 דומיננטית ויציבה, צפויות להיות דומות לתכונותיהם של יסודות אלו. מהמחקרים המועטים שנעשו על יסוד זה, נראה כי היסוד מתנהג באופן הרבה יותר דומה לניאוביום מאשר לטנטלום, בניגוד למצופה.
הקדמה
תיאור גרפי של תגובת היתוך גרעיני. שני גרעינים מותכים זה לזה ופולטים נייטרון. תגובות שיצרו יסודות חדשים עד כה היו דומות, כשההבדל היחיד הוא בכמות הנייטרונים שמשתחררים.
גרעיני האטום הכבדים[א] נוצרים בתגובות היתוך גרעיניות שמאחות שני גרעינים שונים בעלי גודל שונה[ב] זה בזה. ככל שההפרש בין המסות של שני הגרעינים המגיבים גדול יותר כך קיים סיכוי גדול יותר שיעברו היתוך.[4] גרעיני האטום הכבד יותר מבין השניים הופכים למטרה, ומופצצים באלומת חלקיקים של גרעיני האטום הקל יותר. שני גרעינים יכולים לעבור היתוך גרעיני רק אם הם קרובים מספיק זה אל זה. באופן טבעי, גרעינים (שמטענם הוא חיובי), דוחים זה את זה דחייה אלקטרוסטטית. הכוח החזק יכול להתגבר על דחייה זאת, אך רק כשהגרעינים במרחק זעום זה מזה. לכן אלומת הגרעינים מואצת למהירות של כעשירית ממהירות האור, על מנת ליצור מצב בו הדחייה האלקטרוסטטית היא אפסית ביחס למהירות האלומה, וחלקיקי האלומה יוכלו להתקרב מספיק למטרה.[5] למרות זאת, רוב הגרעינים שייתקרבו זה לזה יישארו ביחד במשך כ- שניות ואז יפרדו (לא בהכרח באותו הרכב כמו לפני התגובה), במקום לעבור היתוך וליצור גרעין אחד, וככל שהגרעין אותו מנסים לייצר כבד יותר, כך הסיכוי שהגרעינים יעברו היתוך קטן.[5][6]
אם היתוך אכן מתרחש, המיזוג הזמני (הנקרא "גרעין מורכב") נמצא במצב מעורר. בכדי לחזור מהמצב המעורר למצב יציב יותר, הגרעין המורכב עובר ביקוע גרעיני או פולטנייטרון אחד או יותר,[ג] ובכך משחרר את אנרגיית העירור. תהליך זה מתרחש בערך ב שניות הראשונות שלאחר ההיתוך.[ד] האלומה עוברת דרך המטרה ומגיעה לחלק הבא, המפריד. אם גרעין חדש נוצר, הוא ייסחף עם האלומה אל המפריד.[10] במפריד, הגרעין החדש מופרד משאר הגרעינים (של האלומה המקורית וכל תוצרי הלוואי האחרים)[ה] ומועבר לגלאי מוליך למחצה שעוצר את הגרעין. המיקום בו נעצר הגרעין נרשם בגלאי, שבנוסף מסמן את האנרגיה של הגרעין ואת הזמן שלקח לו להגיע אליו.[10] תהליך זה לוקח כ- שניות, ועל מנת לזהותו, על הגרעין לשרוד לפחות את משך הזמן הזה.[11] בנוסף, הגלאי רושם את המיקום הזמן והאנרגיה כשהגרעין מגיע לדעיכה.[10]
יציבות הגרעין תלויה בכוח החזק, שהטווח שלו קצר מאוד, וככל שהגרעין יהיה גדול יותר כך תקטן השפעתו של הכוח על הנוקליאונים בקצוות הגרעין. בנוסף לכך, על הגרעין פועלים כוחות פירוק בעקבות הדחייה האלקטרוסטטית בין הפרוטונים בגרעין, ולעומת הכוח החזק, לדחייה האלקטרוסטטית טווח ארוך.[12] לכן הגרעינים של היסודות הכי כבדים יתפרקו בעיקר על ידי סוגי דעיכה שנגרמים מדחייה אלקטרוסטטית: דעיכת אלפא וביקוע ספונטני (אנ'). דעיכת אלפא נמדדת על ידי חלקיקי אלפא (גרעיני הליום עם שני פרוטונים ושני נייטרונים; מסומנים גם ב־) שנפלטו, ואת תוצרי הדעיכה ניתן לזהות בקלות עוד לפני זיהוי הדעיכה עצמה בגלאי. אם דעיכה כזאת או סדרה של דעיכות כאלה נותנת גרעין ידוע, את הגרעין המקורי של התגובה ניתן יהיה לקבוע אריתמטית במדידה עקיפה.[ו] ביקוע ספונטני, לעומת זאת, מייצר כמה סוגי גרעינים כתוצרים ולכן לא ניתן לקבוע מהם את הגרעין המקורי.
אם כן, המידע היחד המתקבל כאשר מסנתזים את אחד היסודות העל-כבדים הוא המיקום, האנרגיה והזמן של הגעת החלקיק לגלאי ושל דעיכתו. לאחר מכן, כתלות בתוצאות, ניתן להסיק כי זהו אכן יסוד חדש ושהתוצאות לא היו יכולות להיגרם על ידי שום חלקיק ידוע אחר. או, שהמידע שהתקבל אינו מספיק כדי להסיק שזהו אכן יסוד חדש ואין שום הסבר אחר חוץ מלהסיק שהיו שגיאות שהפריעו בתהליך.[ז]
גילוי
רקע
אורניום, שמספרו האטומי הוא 92, הוא היסוד הכבד ביותר שקיים באופן טבעי בכדור הארץ, ויסודות כבדים ממנו נוצרים רק באופן מלאכותי. הייצור המלאכותי הראשון של יסוד חדש – נפטוניום, שמספרו האטומי הוא 93 – התרחש בשנת 1940 על ידי צוות מארצות הברית. במשך השנים הבאות מדענים אמריקאים ייצרו יסודות עד מנדלביום, שמספרו האטומי הוא 101, בשנת 1955. החל מהיסוד ה-102, נוצרה תחרות בין האמריקאים לסובייטים על גילוי יסודות חדשים וקבלת ההכרה על כך.[16]
דיווחים על גילוי
הדיווח הראשון על גילוי יסוד 105 היה של המכון המאוחד למחקר גרעיני (JINR) הממוקם בדובנה, במחוז מוסקבה, רוסיה, באפריל 1968. המדענים הפציצו גרעיני 268Am באלומת יוני 22Ne, ודיווחו על קרינות אלפא באנרגיות של 9.4MeV (עם ) ו-9.7MeV (עם ), ואחריהן קרינת אלפא שדומה לזו של האיזוטופ 256103 או 257103[ח]. בהתבסס על השערות תאורטיות ושתי דעיכות האלפא שבאו לאחר מכן, המדענים שייכו את שתי הדעיכות הראשונות ל-261105 ו-260105 בהתאמה.[17]
התגובה שהתרחשה בניסוי זה היא:
מחלוקות על שם היסוד
הפזיקאי הגרעיני הדני נילס בוהר (מימין) והכימאי הגרעיני הגרמני אוטו האן (משמאל), שניהם הוצעו כשמות ליסוד 105.
במכון המאוחד למחקר גרעיני לא הציעו שם ליסוד אחרי שגילו אותו לראשונה, כפי שהיה נהוג בדרך כלל, מה שהוביל את הצוות מהמעבדה הלאומית לורנס ברקלי להניח שהצוות מהמכון המאוחד לחקר גרעיני לא גילה מספיק מידע בשביל לאשש את תגליתו.[18] לאחר שהמכון המאוחד למחקר גרעיני הצליח לאסוף יותר מידע, אנשיו הציעו את השם נילסבוהריום (Ns) על שם הפיזיקאי הגרעיני הדני נילס בוהר, שפיתח את תאוריית מבנה האטום ותורת הקוונטים הישנה. כשהמעבדה הלאומית לורנס ברקלי גילתה לראשונה את היסוד, אנשיה הציעו שהשם החדש יהיה האניום (Ha), על שם הכימאי הגרמני אוטו האן – "אבי הכימיה הגרעינית". וכך, נוצרה מחלוקת על שם היסוד.[19]
בתחילת שנות השבעים, שתי הקבוצות הכריזו על גילוי היסוד הבא בטבלה, יסוד 106, וגם ביסוד זה שתי הקבוצות לא הציעו שם ליסוד תחילה. המכון המאוחד למחקר גרעיני הציע להקים וועדה בינלאומית שתחליט על הקריטריונים להכרה בגילוי של יסוד, ואכן ב-1974 קם צוות משותף ונייטרלי של שתי המעבדות.[20] למרות זאת, שתי הקבוצות לא רצו בכך שצד שלישי יפתור להן את הסכסוך, ולכן המדענים המובילים במעבדה הלאומית לורנס ברקלי – אלברט גיורסו וגלן תיאודור סיבורג – נסעו בשנת 1975 לדובנה להיפגש עם המדענים המובילים במכון המאוחד למחקר גרעיני – גאורגי פליורוב ויורי אוגאנסיאן, בכדי לנסות לפתור את הסכסוך ביניהם ולהוכיח שהצוות הנייטרלי שקם מיותר. אך לאחר שעתיים של דיונים הקבוצות נכשלו להגיע לעמק השווה.[21] בשנת 1979 הציע ה-IUPAC שיטה למתן שמות ליסודות, בה ישתמשו עד ששתי הקבוצות יגיעו להחלטה ביניהן על שם רשמי. על פי ההצעה, יסוד 105 נקרא אננילפנטיום (Unp) (באנגלית: unnilpentium, בלטינית un = 1, nil = 0 וביוונית pent = 5). למרות זאת, שני הצוותים התעלמו מקביעת שם זה, כיוון שלא רצו להחליש את תביעותיהם על גילוי היסוד.[22]
בשנת 1981, צוות ממרכז הלמהולץ למחקר יונים כבדים (GSI) שבדרמשטאדט, הסן, מערב-גרמניה הכריז על כך שהצליח לסנתז את יסוד 107, חמש שנים אחרי שהמכון המאוחד למחקר גרעיני הצליח לסנתז את אותו היסוד, אך הצוות הגרמני קיבל תוצאות מדויקות יותר, ולכן טענתו לגילוי הייתה יותר מבוססת ומוצקה.[17] הצוות הגרמני ביקש להכיר במאמצם של הסובייטים לגבי גילוי יסוד זה, והציע את השם נילסבוהריום (Ns) ליסוד 107.[20] עם זאת, הצוות הסובייטי לא שינה את הצעתו לשם של יסוד 105, בטענה כי חשוב יותר לקבוע קודם מי גילה אותו ראשון.[20]
בשנת 1985, ארגון ה-IUPAC וארגון ה-IUPAP הקימו את Transfermium Working Group (TWG) – קבוצה שמטרתה להעריך מי גילה כל יסוד שיש עליו מחלוקת, ולקבוע לו שם רשמי.[17] הקבוצה ערכה מפגשים עם נציגים מכל שלושת המכונים (GSI, JINR, LBNL), וקבעה בשנת 1990 קריטריונים להכרה בגילוי יסוד. בשנת 1991 הקבוצה סיימה את עבודתה בשיוך הגילויים לכל מעבדה, וממצאיה פורסמו בשנת 1993. לפי הדוח, הניסוי המוצלח הראשון לייצור יסוד 105 היה של המעבדה הלאומית לורנס ברקלי באפריל 1970, ושהמכון המאוחד למחקר גרעיני צלח בניסוי חודשיים לאחר מכן, ביוני 1970, ולכן יש לתת קרדיט לגילוי לשני הצוותים.[17]
המעבדה הלאומית לורנס ברקלי התנגדה לדוח זה בטענה כי הנתונים מהמכון המאוחד למחקר גרעיני הוערכו יתר על המידה בדוח, וכי המכון המאוחד למחקר גרעיני הצליח להראות באופן חד משמעי שהם הצליחו לייצר את יסוד 105 רק כשנה אחריהם. מנגד, המכון המאוחד למחקר גרעיני ומרכז הלמהולץ למחקר יונים כבדים קיבלו את החלטות דוח זה.[20]
בשנת 1994, הציע ה-IUPAC הצעות חדשות לשמות ליסודות עליהן יש מחלוקות, עבור יסוד 105, הציע הארגון את השם ז'וליוטיום (Jl) על שם הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ז'וליו-קירי, שתרם רבות לפיתוח הפיזיקה והכימיה הגרעינית. שם זה הוצע במקור על ידי הצוות הסובייטי עבור יסוד 102, שמאז כבר קיבל את השם הרשמי נובליום, שהוצע על ידי האמריקאים. הצעה זו זכתה לביקורות מצד הצוות האמריקאי מכמה סיבות: ראשית, השמות רותרפורדיום והאניום שהציעו כשמות ליסודות 104 ו-105 ניתנו ליסודות 106 ו-108 במקום (בהתאמה). שנית, השמות שניתנו ליסודות 104 ו-105 היו דובניום וז'וליוטיום (בהתאמה) המועדפים על הצוות הסובייטי, אף על פי שנקבע שהצוות האמריקאי היה הראשון לגלות את היסוד. ושלישית, ה-IUPAC סירבו להצעת האמריקאים לשם סיבורגיום ליסוד 106, כיוון שבדיוק הוחלט כי יסוד לא יוכל להיות קרוי על שם אדם חי, אפילו שהוחלט שהצוות האמריקאי הוא המגלה היחיד של יסוד זה.[23][24]
בשנת 1995, זנח ארגון ה-IUPAC את השיטה השנויה במחלוקת, ובמקומה הקים וועדה של נציגים מכמה מדינות שנועדה למצוא פשרה בנושא השמות השנויים במחלוקת. וועדה זו הציעה את השם סיבורגיום ליסוד 106 בתמורה לוויתור על כל שאר ההצעות של הצוות האמריקאי לשמות יסודות, חוץ מהצעתם לשם לורנציום ליסוד 103. השם נובליום ליסוד 102 (שכבר היה מושרש), הוחלף בשם פלרוביום על שם מדען הגרעין הסובייטי גאורגי פליורוב, בעקבות ההכרה (מהדו"ח משנת 1993) בצוות הסובייטי כמגלים הראשונים של יסוד זה. הצוות האמריקאי התנגד להחלטה זו, וההחלטה בוטלה. השם פלרוביום לבסוף ניתן בשנת 2012 ליסוד 114.[25]
בשנת 1996 ערך ארגון ה-IUPAC פגישה נוספת שתדון מחדש בכל השמות הנוכחיים. והחליטה על הצעה חדשה לשמות, הצעה זו פורסמה בשנת 1997.[26] בהצעה זו הוחלט שיסוד 105 יקרא מעתה דובניום (Db) על שם העיר דובנה ברוסיה, מיקומו של המכון המאוחד למחקר גרעיני. והיסודות 102, 103, 104 ו-106 קיבלו את השמות שהציעו האמריקאים. השם דובניום היה שייך במקור ליסוד 104, בהצעתם הקודמת של ה-IUPAC.[24] הצוות האמריקאי "נאלץ" להסכים להחלטה זו, וכך הסתיימה לה המחלוקת על שמות היסודות העל-כבדים.[ט][27]
סיכום היסטוריית השמות ליסוד 105
הצעת הסובייטים (1970)
הצעת האמריקאים (1970)
שם זמני של IUPAC (1979)
שם זמני של IUPAC בעקבות ההחלטה שהגילוי משותף לשתי המעבדות (1994)
שם סופי (1997)
השם
נילסבוהריום (Ns)
האניום (Ha)
אננילפנטיום (Unp)
ז'וליוטיום (Jl)
דובניום (Db)
דעת האמריקאים
סירבו בטענה כי הם גילו קודם
אישרו
סירבו כיוון שלא רצו להחליש את תביעותיהם על גילוי היסוד
סירבו לשם ולהחלטה על הגילוי המשותף בטענה שהמכון המאוחד למחקר גרעיני הצליח להראות באופן חד משמעי שהם הצליחו לייצר את יסוד 105 רק כשנה אחריהם
אישרו
דעת הסובייטים
אישרו
סירבו בטענה כי הם גילו קודם
סירבו כיוון שלא רצו להחליש את תביעותיהם על גילוי היסוד
אישרו
אישרו
איזוטופים
טבלה מ-2012 המציגה את זמני מחצית החיים של איזוטופים לפי המכון המאוחד למחקר גרעיני, האיזוטופים שיוצרו עד שנה זו ממוסגרים.[28]
לדובניום מספר אטומי של 105, ולכן הוא יסוד על כבד. בדומה ליסודות על כבדים אחרים, הוא אינו יציב ומתפרק במהירות. האיזוטופ בעל זמן מחצית החיים הארוך ביותר של דובניום הוא , ולו זמן מחצית חיים של כיממה.[29] לא ידוע על קיומם של איזוטופים יציבים של דובניום, ולפי הערכות של המכון המאוחד למחקר גרעיני, לדובניום לא יהיו איזוטופים בעלי זמן מחצית חיים גדול מכיממה.[י] כל איזוטופי הדובניום נוצרים אך ורק באופן מלאכותי.[י"א]
זמן מחצית החיים הקצר של הדובניום מגביל את האפשרות לעשות בו ניסויים, והגבלה זאת קשה עוד יותר כיוון שאת האיזוטופ הכי יציב שלו מאוד קשה לייצר. ליסודות עם מספר אטומי נמוך יותר יש איזוטופים יציבים יותר, עם יחס נייטרונים לפרוטונים נמוך יותר מאשר ליסודות עם מספר אטומי גבוהה. ולכן בייצור המלאכותי של היסוד, גרעיני המטרה ואלומת החלקיקים הדרושים ליצירת אותו איזוטופ, יכילו פחות נייטרונים ממה שצריך בכדי ליצור את האיזוטופים הכי יציבים.
בכל ייצור רק מספר אטומים בודדים של יכולים להיווצר בכל פעם, ולכן מדידת זמן החיים משתנה באופן ניכר במהלך המדידה. בשלושה ניסויים, נוצרו בסך הכל 23 אטומי דובניום, עם זמן מחצית חיים של שעות.[31]
האיזוטופ השני הכי יציב של דובניום הוא , והוא יוצר בכמות עוד יותר קטנה – 3 אטומים בסך הכל, עם זמני מחצית חיים של 33.4 שעות,[32] 1.3 שעות ו-1.6 שעות.[33] שני אלו הם האיזוטופים הכבדים ביותר של דובניום נכון לעתה. ושניהם נוצרו על ידי דעיכה של יסוד כבד יותר ( ו־) במקום על ידי ייצור ישיר, כיוון שהניסויים לייצורם תוכננו במקור בדובנה עם אלומות של , בגלל מסתו. הגרעין של הוא הגרעין היציב עם עודף הנייטרונים הכי גדול. מה שמסייע בסינתוז אטומים כבדים עם עודף נייטרונים. אך עבור אטומים גדולים מאוד הסבירות שהקלציום יעבור היתוך נמוכה, ולכן לא מייצרים את האיזוטופים עם עודפי הנייטרונים של דובניום באופן ישיר בדרך זו אלא על ידי דעיכה של אטום כבד יותר.[34][35]
האיזוטופ הראשון של דובניום שיוצר היה שיוצר בשנת 1968. לדובניום 13 איזוטופים רדיואקטיביים.
קטע זה עוסק בסינתוז גרעיני דובניום על ידי תגובות היתוך "קר" (cold fusion). אלו תגובות אשר יוצרות גרעין באנרגיית עירור נמוכה (בין ל-), דבר המעלה את סיכויי הגרעין לשרוד את ההיתוך. לאחר מכן הגרעינים המעוררים חוזרים למצב יציב על ידי פליטת נייטרון אחד או שניים בלבד.
הניסיון הראשון ליצור דובניום על ידי היתוך קר התרחש ב-1976 על ידי צוות במעבדת FLNR ב-JINR, דובנה, באמצעות התגובה המוצגת מעלה. הצוות הצליח לזהות פעילות של , אותה הן שייכו תחילה ל-, אך לאחר מכן שינו את השיוך ל-.
בשנת 1981, צוות ממכון GSI חקר את התגובה הזו, ובאמצעות שימוש בטכניקה המשופרת של שרשרת דעיכות. הצוות הצליח לזהות כי הייתה פליטה של נייטרון אחד. ולכן קבע כי מדובר ב-.[36]
בשנת 1983, הצוות מדובנה חקר מחדש את התגובה באמצעות שיטת זיהוי תוצר שרשרת דעיכה על ידי הפרדה כימית. הצוות הצליח למדוד את כמות דעיכות האלפא ואת תוצר שרשרת הדעיכה, ובכך היה יכול הצוות לאשש בשנית כי הגרעין המקורי אכן היה .
בשנת 1985 הצוות ממכון GSI חקרו מחדש גם הם את התגובה, והם הצליחו לזהות 10 אטומי .[37] לאחר שדרוג משמעותי במתקנים שלהם בשנת 1993, הצליח הצוות בשנת 2000 לזהות 120 דעיכות של , 16 דעיכות של ודעיכה אחת של על ידי מדידה של פונקציות העירור של נייטרון אחד, שני נייטרונים ושל שלושה נייטרונים. המידע שאסף הצוות על איפשר פיתוח ראשון של מחקר ספקטרוסקופי של האיזוטופ, וזיהוי האיזומר וקביעה של מבנה הדעיכה עבור ה-.[38] התגובה שומשה במחקרי ספקטרוסקופיה של איזוטופים של מנדלביום ואיינשטייניום בשנים 2003–2004.[39]
תגובה זו נחקרה על ידי יורי אוגאנסיאן וצוותו, בדובנה, 1983. הם הבחינו בפעילות של , אותה הם שייכו בספקנות ל, אך תוצאות מאוחרות יותר הניעו אותם לשייך את הפעילות ל.
תגובה זו נחקרה על ידי יורי אוגאנסיאן וצוותו, בדובנה, 1983. הם הבחינו בפעילות של אותה הם שייכו בספקנות ל, אך תוצאות מאוחרות יותר הניעו אותם לשייך את הפעילות ל.
צוות המחקר ב־JINR חקר גם את תגובה זו, בשנת 1976. הצוות הצליח לזהות שוב פעילות של , אותן הן שייכו תחילה ל-, אך לאחר מכן שינו את השיוך ל-.
בשנת 2006 צוות מחקר מ־LBNL חקר מחדש תגובה זו, כחלק מתוכנית odd-Z projectile שלהם. הצוות הצליח לזהות גם שנוצר מפליטת נייטרון אחד ו- שנוצר מפליטת שני נייטרונים.[41]
צוות המחקר ב־JINR חקר גם את תגובה זו, בשנת 1976. אך בניסוי זה לא הצליח הצוות לזהות שוב פעילות של , אותה הן יוכלו לשייך ל- ו-. במקום זאת הצוות הצליח לזהות פעילות של , אותה הם שייכו בספקנות ל.
צוות המחקר ב־JINR חקר גם את תגובה זו, בשנת 1976. הצוות הצליח לזהות שוב פעילות של , אותן הן שייכו תחילה ל-, אך לאחר מכן שינו את השיוך ל-.
היתוך חם
קטע זה עוסק בסינתוז גרעיני דובניום על ידי תגובות היתוך "חם" (hot fusion). אלו תגובות אשר יוצרות גרעין באנרגיית עירור גבוהה (בין ל-), דבר המוריד את סיכויי הגרעין לשרוד את ההיתוך. לאחר מכן הגרעינים המעוררים חוזרים למצב יציב על ידי פליטת 3 עד 5 נייטרונים.
ישנם דיווחים מועטים על כך שתגובה זו נחקרה בשנת 1989 על ידי צוות במעבדת FLNR ב-JINR. מקור אחד מציין שהניסוי לא צלח ולא התגלו אטומים בתגובה, בעוד מקור אחר מציין כי בניסוי התגלו ו-5 נייטרונים.
בשנת 2006, כחלק מניסוי על השימוש באורניום כמטרה ביצירת גרעינים כבדים, צוות המעבדה הלאומית לורנס ברקלי בהובלת קן גרגוריץ חקר את התגובה הזו ואת הפליטות של 4 ו-5 נייטרונים שלה.[42]
תגובה זו נחקרה לראשונה בהמכון המאוחד למחקר גרעיני על ידי אנדרייב וצוותו בשנת 1992. הצוות הצליח לזהות ו- בפליטות של 6 נייטרונים ו-5 נייטרונים (בהתאמה), עם תשואות של 75pb ו-450pb בהתאמה.[43][כ"ב]
שני הניסיונות הראשונים לסנתז את יסוד 105 בוצעו ב-1968 פליורוב בדובנה, רוסיה. הצוות זיהה שתי דעיכות אלפא אותן הן שייכו ל- ו-. הם חזרו על ניסויים שוב בשנת 1970 במטרה לבחון האם היו גם ביקועים ספונטניים (אנ'), והם זיהו פעילות של אותה הן שייכו ל-.
דעיכת גרעינים כבדים יותר
איזוטופים של דובניום נצפו גם בדעיכות של גרעינים כבדים יותר. התצפיות עד כה מסוכמות בטבלה שלהלן:
(קטע זה עוסק באיזומרים של איזוטופים של דובניום, כלומר איזוטופים במצב מעורר)
– נתונים עדכניים על דעיכתו של מראים שלחלק משרשראות הדעיכה שעוברות דרך יש זמן חיים ארוך בהרבה מהמצופה. דעיכות אלו קושרו לדעיכה איזומרית של קרינת אלפא עם זמן מחצית חיים של כ-19 שניות. דרושים מחקרים נוספים על מנת לקבוע יותר על האיזומר.
– ראיות למצב איזומרי של האיזוטופ נמצאו ממחקרים על ועל . ראיות אלה מצביעות כי לדעיכות של לכידת אלקטרון (EC) יש זמן חיים שונה מאשר לאלו שנוצרו מדעיכת אלפא. ולכן הוסק כי קיים מצב איזומרי של שנוצר מדעיכה זו, עם זמן מחצית חיים של כ-20 שניות. דרושים מחקרים נוספים על מנת לקבוע יותר על האיזומר.
– מחקר בנושא היווצרות ודעיכה של הוכיח כי קיים לאיזוטופ זה מצב מעורר. במקור, גילו כי עובר דעיכה על ידי פליטת אלפא עם האנרגיות 9.16 MeV, 9.07 MeV ו-8.97 MeV. מחקר של הקשר בין דעיכות אלו ל-, הראה כי הדעיכה של 9.16 MeV שייכת לאיזומר אחר של האיזוטופ – .
^בפיזיקה גרעינית, יסוד נקרא כבד אם מספרו האטומי הוא גבוה, לדוגמה, עופרת (שמספרה האטומי הוא 82) היא יסוד כבד. המונח "יסודות סופר-כבדים" או "יסודות על-כבדים" בא לתאר יסודות שמספרם האטומי גבוה מ-103 (הגם שיש המגדירים זאת כגבוה מ-100, או כגבוה מ-112). המונח "איזוטופים כבדים" (של יסוד כלשהו) ו"גרעינים כבדים" מתארים איזוטופים בעלי מסה גבוהה, וגרעינים בעלי מסה גבוהה (ליסוד הנתון), בהתאמה.[1][2]
^בשנת 2009, קבוצה במכון המאוחד למחקר גרעיני (JINR) בהובלת אוגאנסיאן פרסמה את תוצאות הניסיון שלהם לייצור האסיום בתגובה סימטרית , הקבוצה לא זיהתה אף לא אטום בודד שנוצר בריאקציה, ומשם הסיקו כי יש גבול עליון לשטח החתך (cross section) – המדד לסיכוי התגובה להתרחש, של 2.5 בארן. בתור השוואה, התגובה שבעקבותה התגלה האסיום הייתה , ולה היה סיכוי של כ-20 בארן, כפי שנאמד על ידי המגלים.[3]
^ככל שהגרעין במצב מעורר יותר, כך ייפלטו יותר נייטרונים. אם אנרגיית המצב המעורר נמוכה מהאנרגיה המקשרת כל נייטרון לשאר הגרעין אז אף נייטרון לא יפלט, ובמקום זאת, הגרעין המורכב יחזור מהמצב המעורר על ידי פליטת קרינת גמא. על מנת להימנע ממצב של ביקוע גרעיני ואיבוד הגרעין שיוצר, ניתן ליצור את הגרעין עם יותר נייטרונים, וכך יש יותר סיכוי שהגרעין יפלוט נייטרון מאשר יעבור ביקוע. לשם כך משתמשים לרוב באלומת גרעינים של סידן 48, להם 28 נייטרונים ו-20 פרוטונים, שתביא ליחס גבוה של נייטרונים לפרוטונים.
^ההגדרה לפי IUPAC, קובעת כי גילוי של יסוד כימי יוכרז רק אם הגרעין שלו אינו דועך תוך שניות. ערך זה נבחר כהערכה לכמה זמן לוקח לגרעין להשיג את קליפת האלקטרונים החיצונית שלו ובכך להציג את תכונותיו הכימיות המתאימות. ערך זה מציין גם את הגבול העליון לזמן החיים של גרעין מורכב.[7][8][9]
^המפריד מתבסס על כך שהגרעין החדש שנוצר נע לאט יותר מאלומת הגרעינים האחרים. המפריד מכיל שדה חשמלי ומגנטי שהשפעתם על חלקיקים נעים מתבטלת במהירויות ספציפיות של החלקיקים, אך חלקיקים במהירויות אחרות יושפעו מהשדות ויוסטו הצידה. המפריד יכול להיעזר גם בספקטרוסקופיית מסה באמצעות זמן מעוף ובמדידת אנרגיית הרתע. שילוב של שניהם יכול לאפשר הערכה של מסת הגרעין
^מאחר שהמסה של הגרעין אינה מחושבת באופן ישיר אלא מחושבת מגרעינים אחרים, המדידה נקראת עקיפה. קיימות גם מדידות ישירות, אך הן לרוב בלתי אפשריות לגרעינים כבדים. המדידה הישירה הראשונה של גרעין כבד התבצעה בשנת 2018 בLBNL. המסה נקבעה לפי המיקום של הגרעין לאחר המעבר עם האלומה (המיקום מאפשר לגלות את המסלול שעבר, אשר קשור ליחס המסה-מטען של הגרעין מאחר שהמעבר נעשה תחת מגנט)[13][14][15]
^לדוגמה, יסוד 102 זוהה בטעות בשנת 1957 במכון נובל לפיזיקה בסטוקהולם, שוודיה, לא היו טענות קודמות ליצירת היסוד, ושמו ניתן לו על ידי מגליו. לאחר מכן הראו כי הגילוי היה שגוי לאחר שLBNL לא הצליחו לשחזר את תוצאות הניסוי השוודי.
^קרינות האלפא המאוחרות הללו הן עוד אימות לכך שאכן נוצרו בניסוי שני האיזוטופים של דובניום, שכן דעיכת אלפא מורידה את המספר האטומי ב-2 ואת המסה האטומית ב-4, ולכן אם התקבלו בשלב השני דעיכות אלפא של שני הגרעינים הללו, ניתן להסיק כי אותם גרעינים התקבלו על ידי דעיכת אלפא של דובניום.
^הערך הניסיוני הנוכחי הכי גבוה הוא של כ-28 שעות של האיזוטופ , אבל לא ניתן להשתמש בחוק המספרים הגדולים, עליו מסתמכים חישובי זמן מחצית חיים, לקביעת הזמן, כיוון שלא נעשו מספיק ניסויי דעיכה. ולכן ערך זה נמצא ברמת סמך של 95% (כלומר יש סיכוי של 5% שהערך האמיתי שונה)[28]
^התאוריה הגרעינית של אטומים לא חוזה איזוטופ בערך זמן חיים ארוך לדובניום, אך טענות הועלו בעבר כי איזוטופים לא ידועים של יסודות על־כבדים היו קיימים בתחילת חייו של כדור הארץ. לדוגמה, נטען בשנת 1963 כי לאיזוטופ זמן מחצית חיים של בין 400 ל-500 מיליון שנה. דוגמה נוספת היא טענה שעלתה ב-2009 לפיה לאיזוטופ צפוי זמן מחצית חיים של כ-100 מיליון שנה. אף אחת מטענות אלה לא זכתה לאישוש.[30]
.jpg)
.svg)
