Изотопы оганесона

Обнаруженные цепочки альфа-распадов, начавшихся с образования ²⁹⁴Og и завершившихся спонтанным делением дочернего ядра

Изото́пы оганесо́на — разновидности атомов (и ядер) химического элемента оганесона, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. В природе ни один из его изотопов не обнаружен. Один из изотопов, ²⁹⁴Og, получен в ходе эксперимента, который проводился тремя циклами в феврале-июне 2002, феврале-марте 2005 и мае-июне 2005 года группой физиков под руководством Юрия Оганесяна в ОИЯИ (Дубна, Россия) совместно с физиками из Ливерморской национальной лаборатории. Ядра кальция-48 (в общей сложности Шаблон:Nobr), разогнанные на ускорителе тяжёлых ионов до энергии около Шаблон:Nobr, попадали на тонкую мишень из калифорния-249. Оганесон-294 образовывался в следующей реакции (её сечение очень мало: Шаблон:Nobr):

${\phantom{A}}_{\phantom{98}}^{\phantom{249}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}98}^{\phantom{2}249}\text{Cf}+{\phantom{A}}_{\phantom{20}}^{\phantom{48}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}20}^{\phantom{2}48}\text{Ca}\to {\phantom{A}}_{118}^{294}\text{Og}+3{\phantom{A}}_{\phantom{0}}^{\phantom{1}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}0}^{\phantom{2}1}\text{n}\cdot$

Были обнаружены три ядра ²⁹⁴Og путём детектирования цепочки альфа-распадов, завершившейся спонтанным делением. Кроме того, было обнаружено одно событие спонтанного деления с кинетической энергией фрагментов Шаблон:Nobr через Шаблон:Nobr после образования ядра. Это событие может быть прямым распадом ядра оганесона-294. Однако ввиду малой статистической значимости оно позволяет лишь установить верхнее ограничение на относительную вероятность данной моды распада ²⁹⁴Og (не более 50 %).

В общей сложности были синтезированы пять ядер изотопа ²⁹⁴Og в четырёх различных экспериментах в 2002—2018 гг. с использованием трёх разных материалов мишени (²⁴⁹Cf, ²⁴⁹Bk и смесь изотопов калифорния с А=249...252); во всех удачных экспериментах использовался пучок ядер ⁴⁸Ca.

Для двух других изотопов (²⁹³Og и ²⁹⁵Og) выполнены лишь теоретические расчёты свойств, хотя в 1999 году появилось сообщение о синтезе ²⁹³Og по реакции холодного слияния свинца-208 и криптона-86:

${\phantom{A}}_{\phantom{36}}^{\phantom{86}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}36}^{\phantom{2}86}\text{Kr}+{\phantom{A}}_{\phantom{82}}^{\phantom{208}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}82}^{\phantom{2}208}\text{Pb}\to {\phantom{A}}_{118}^{293}\text{Og}+{\phantom{A}}_{\phantom{0}}^{\phantom{1}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}0}^{\phantom{2}1}\text{n}$;

эта работа оказалась основанной на результатах, сфальсифицированных одним из авторов, и была отозвана.

Ядерные изомерные состояния у изотопов оганесона на 2020 год не обнаружены.

Моды распада

Все три исследованных экспериментально и теоретически изотопа оганесона нестабильны по отношению к альфа-распаду; альфа-активность подтверждена экспериментально для ²⁹⁴Og (с периодом полураспада 700 микросекунд). Все они являются нейтронодефицитными ядрами и, следовательно, также должны испытывать электронный захват и β⁺-распад (последний кинематически разрешён при доступной энергии распада Шаблон:Math выше Шаблон:Nobr, что выполняется, согласно расчётам, как минимум для ²⁹³Og и ²⁹⁴Og; таким образом, обе указанные моды бета-распада, Шаблон:Math-захват и позитронный распад, для этих нуклидов должны конкурировать). Наконец, как и у всех сверхтяжёлых ядер, среди мод распада должно присутствовать спонтанное деление; возможно, оно было зарегистрировано для ²⁹⁴Og.

Хотя время жизни изотопов оганесона с массовым числом 293, 294 и 295 мало́, более тяжёлые изотопы могут быть более стабильны. Для нуклида с числом нейтронов Шаблон:Math=198 (оганесон-316) предсказано время жизни по отношению к альфа-распаду, достигающее 10¹⁹ секунд (3·10¹¹ лет), что позволило бы ему сохраниться в природе с момента нуклеосинтеза при условии отсутствия у него других мод радиоактивного распада с существенно более коротким временем жизни.

Таблица изотопов оганесона

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа (а. е. м.)	Период полураспада (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра
293Og	118	175	293,21342(76)#	1# мс	α?	289Lv?	?
294Og	118	176	294,21398(59)#	0,7(3) мс	α	290Lv	0+
					СД?	(разные)
295Og	118	177	295,21618(70)#	0,68(54) с	α	291Lv	?

Пояснения к таблице

• Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

• Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или его чётности заключены в скобки.

• Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.