Синтез новых элементов 113 и 115 в реакции 243Am + 48Ca, исследование образования и радиоактивных свойств изотопов 287115 и 288115 и их дочерних ядер

Утенков, Владимир Климентьевич

Синтез новых элементов 113 и 115 в реакции 243Am + 48Ca, исследование образования и радиоактивных свойств изотопов 287115 и 288115 и их дочерних ядер тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

Утенков, Владимир Климентьевич АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Дубна МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.16 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Синтез новых элементов 113 и 115 в реакции 243Am + 48Ca, исследование образования и радиоактивных свойств изотопов 287115 и 288115 и их дочерних ядер»

Автореферат диссертации на тему "Синтез новых элементов 113 и 115 в реакции 243Am + 48Ca, исследование образования и радиоактивных свойств изотопов 287115 и 288115 и их дочерних ядер"

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

7-2007-141

На правах рукописи УДК 539 163 1+539 163 2

УТЕНКОВ Владимир Климентьевич

СИНТЕЗ НОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 113 И 115 В РЕАКЦИИ 243Ат + 48Са, ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И РАДИОАКТИВНЫХ СВОЙСТВ ИЗОТОПОВ 287115 И 2881 15 И ИХ ДОЧЕРНИХ ЯДЕР

Специальность 01.04 16 — физика атомного ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Дубна 2007

003178008

Работа выполнена в Лаборатории ядерных реакций им Г Н Флерова Объединенного института ядерных исследований

Научный руководитель

доктор физико-математических наук,

академик Оганесян Юрий Цолакович

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор

Карнаухов Виктор Александрович,

Лаборатория ядерных проблем им Джелепова В П ОИЯИ

доктор физико-математических наук, профессор Гапонов Юрий Владимирович,

Институт молекулярной физики РНЦ "Курчатовский институт"

Ведущая организация

Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ, г Москва

Защита состоится "¿Р" ^^ 2007 года в " "час на заседании диссертационного совета Д 720 001 Об при Лаборатории нейтронной физики и Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований (г Дубна Московской области)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИЯИ Автореферат разослан «16» (I 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук

Попеко А Г

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Исследование ядер, находящихся на границе наклонной стабильности, является актуальной областью современной ядерной физики Один из фундаментальных вопросов связан с определением границ существования ядер, состоящих из максимально возможного числа протонов и нейтронов Благодаря экспериментам, выполненным на газонаполненном сепараторе Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ, был достигнут существенный прогресс в исследовании данной проблемы В реакциях полного слияння ускоренных ионов 48Са с мишенными ядрами от 238U до 249Cf были синтезированы 14 изотопов новых сверхтяжелых элементов с порядковыми номерами от 113 до 116 и 118 Открытие и определение свойств сверхтяжелых ядер вызвали большой интерес к их дальнейшему экспериментальному и теоретическому исследованию

Согласно первым предсказаниям макромикроскопической модели ядер (ММ), появившимся около 40 лет тому назад, дважды магическое ядро с числом протонов 2=114 и нейтронов 7V=184 должно быть центром области сферических ядер с повышенной стабильностью Эта гипотеза оставалась практически неизменной до конца 1990-х годов, когда усовершенствованные модели, основанные на более реалистичном эффективном ядерном потенциале взаимодействия, были применены для описания свойств ядер Однако предсказания этих самосогласованных моделей отличаются друг от друга, поскольку небольшие изменения параметров моделей оказывают существенное влияние на стабильность сверхтяжелых ядер В чисто микроскопических моделях протонная оболочка проявляется при более высоких значениях протонов Z=120, 124 и 126, при этом большинство расчетов предсказывают для нейтронов магические значения N=184, иногда N=\12 Синтез и определение радиоактивных свойств сверхтяжелых ядер является критически важным для совершенствования и дальнейшего развития теории ядра Сопоставление теории с экспериментом способствует созданию более реалистичных моделей ядра и позволяет надежнее предсказывать свойства еще более удаленных от известной области ядер

Синтез ядер с нечетным числом протонов позволяет в одном эксперименте изучать радиоактивные свойства большого числа новых нуклидов, поскольку баагодаря запрету на спонтанное деление такие ядра с большой вероятностью испытывают а-распад Цепочки последовательных а-распадов ядер сверхтяжелых элементов приводят к изотопам БЬ с большим избытком нейтронов, что позволяет прослеживать изменение структуры ядер при переходе из области сферических сверхтяжелых ядер, свойства которых определяются влиянием нейтронной оболочки N=184, к области деформированных ядер, расположенных вблизи оболочки N=162

Реакции слияния ионов 48Са с изотопами актинидных элементов имеют сечения значительно выше (до 100 раз), чем сечения, с которыми образуются тяжелые ядра в реакциях холодного слияния Числа нейтронов в ядрах сверхтяжелых элементов могут варьироваться за счет использования различных мишенных изотопов, таких как 237Ыр, 241243Аш или 249Вк Т о , возможно изучение не только широкой области сверхтяжелых нуклидов, но также деформированных нейтронообогащенных ядер с N>162, расположенных вблизи дважды магического ядра 270Нз, которое раньше проводилось путем изучения свойств легких изотопов с числом нейтронов N<162

Наконец, большие периоды потураспада нуклидов в конце цепочек а-распадов ядер сверхтяжелых элементов (например, изотопов БЬ) позволяют более детально исследовать их химические свойства, что раньше ограничивалось возможностью использования только экспрессных методик из-за относительно коротких времен жизни изотопов 261 2631)Ь Цель работы

Целью диссертации является синтез сверхтяжелых ядер в реакции полного слияния ускоренных ионов 48Са с мишенными ядрами 243Аш В эксперименте синтезированы два изотопа нового элемента Периодической таблицы с агомным номером 115, изотопы также нового элемента 113 наблюдались после а-распадов

287 288

изотопов 115 Исследованы радиоактивные свойства 11 новых изотопов элементов БЬ-115 Измерены сечения реакций 243Аш(48Са,Зл) и 243Ат(48Са,4л)

Обнаружено существенное повышение стабильности новых нуклидов по сравнению с более легкими изотопами тех же элементов

Научная новпзпа

1 Впервые в одном эксперименте синтезированы >.разу два новых элемента с атомными номерами 113 и 115

2 Впервые определены свойства а-распада 9 новых изотопов тяжелых и сверхтяжелых элементов с числом протонов от 107 до 1 15 (272ВЬ, 275 276М1:, 279280К£, 283 284| 12 и 287 2881 15); а также двух спонтанно делящихся нуклидов 267 268р)Ь

243 48 288

3 Впервые измерены сечения реакций полного слияния Аш( Са,3и) 115 и 243Ат(48Са,4«)2871 15

4 Радиоактивные свойства ядер с нечетным числом протонов 105-115 в совокупности со свойствами ядер с четным числом протонов позволяют надежно определить атомные и массовые числа всех нуклидов, синтезированных в реакциях ионов 48Са с мишенями из 238и-249СГ

5 Для ядер с нечетным числом протонов показано сильное стабилизирующее влияние сферической нейтронной оболочки 184

6 Впервые для нечетных по 2 ядер показано существование нейтронной оболочки N=162 и отсутствие влияния гипотетической оболочки N=172 на свойства сверхтяжелых ядер

Практическая ценность работы-

1 Измеренные радиоактивные свойства новых ядер используются для развития новых и совершенствования существующих теоретических моделей, описывающих и предсказывающих свойства ядер

2 Измеренные сечения реакций 243Аш(48Са,Зи)2881 15 и 243Ат(48Са,4я)2871 15, а также свойства новых нуклидов используются при проведении экспериментов по синтезу соседних сверхтяжелых ядер и изучению свойств тех ядер (например, химических), которые были получены в реакции 243Аш+48Са

На защиту выносятся следующие положения.

1 Результаты экспериментов по изучению свойства а-распада 9 новых

/272т, 275,276-к 279 280т, „ 283 284-,,-, „ 287 288,, гч „

нуклидов ( Вп, 1<£, 113 и 115) и двух спонтанно

делящихся изотопов 267 268Db Впервые синтезированы два новых элемента Периодической таблицы Д И Менделеева с атомными номерами 113 и 115

2 Результаты экспериментов по изучению сечении реакций полного слияния ускоренных ионов 48Са v мишенными ядрами 243Am, сопровождающихся испарением грех и четырех нейтронов из возбужденного составного ядра 291115 Измеренные сечения значительно (в 10-100 раз) превышают сечения реакций холодного слияния, приводящих к изотопам элементов 112 и 113

3 Доказательство сильного влияния предсказанной теоретически нейтронной оболочки 7V=184 на свойства изотопов наиболее тяжелых элементов с нечетным числом протонов (Z= 111, 113, 115)

4 Доказательство существования нейтронной оболочки N=162 на примере изотопов 267'268Db, 272Bh, 275 276Mt

5 Доказательство слабого влияния или отсутствия гипотетической нейтронной оболочки N=\12 на свойства ядер элемента 115

6 Доказательство заметно меньшего сечения рхп каналов в реакциях полного слияния изотопов тяжелых актинидных элементов с ионами 48Са по сравнению с сечениями хп каналов

Апробация работы

Экспериментальные результаты, описанные в диссертации, докладывались автором на международных конференциях и совещаниях

1 International Conference FUSION03 From a Tunneling Nuclear Microscope to Nuclear Processes m Matter, November 12-15, 2003, Matsushima, Miyagi, Japan

2 The 4th International Conference on Exotic Nuclei and Atomic Masses ENAM2004, September 12-16, 2004, Pine Mountain, Georgia, USA

3 Рабочее совещание " BM Струтинский - 75, Ноябрь 15-16, 2004, Киев, Украина

4 Gordon Research Conference, Nuclear Chemistry, June 26-July 1, 2005, Colby-Sawyer College, New London, NH, USA

5 International Symposium on Exotic Nuclei "EXON2004", July 5-12, 2004, Peterhof, Russia

6 Third SANDANSKI Coordination Meeting on Nuclear Science, September 2630, 2005, Albena, Bulgaria

7 European Science Foundation Exploratory Workshop on The Chemistry of the Transactmide Elements, October 2-5, 2005, Oslo, Norway

8 Gordon Research Conference, Nuclear Chemistry, June 4-9, 2006, Colby-Sawyer College, New London, NH, USA

9 International Conference on Dynamical Aspects of Nuclear Fission, October 2-6, 2006, Smolenice Castle, Slovak Republic

10 The VII Latin American Symposium on Nuclear Physics and Applications, June 11-16 2007, Cusco, Peru

11 The International Symposium on Physics of Unstable Nuclei "ISPUN07", July 3-7, 2007, Hoi An, Vietnam

Структура и объем работы-

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы Она содержит 91 страницу машинописного текста, включает в себя 28 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 150 научных работ

Публикации:

Основные результаты диссертации опубликованы в 11 работах

Содержание работы.

Во введении кратко рассмотрено изменение представлений о границах существования наиболее тяжелых ядер, отмечен ряд теоретических и экспериментальных работ, повлиявших на формирование новых взглядов на стабильность ядер с максимально возможным числом протонов и нейтронов К ним можно отнести первую модель деления ядер, экспериментальное обнаружение оболочечных эффектов в ядрах, макромикроскопическая модель барьера деления ядер, предсказание "острова стабильности" сверхтяжелых ядер, эксперименты по их поиску и синтезу наиболее тяжелых ядер

Рассмотрены два типа реакций синтеза тяжелых ядер (реакции горячего и холодного слияния), причины падения сечений этих реакций с увеличением числа

протонов в составном ядре, описаны преимущества реакций слияния изотопов актинидных элементов с дважды магическим ядром 48Са

Обсуждаются методы идентификации атомных и массовых чисел новых нуклидов метод генетических корреляций ос-распадов новых ядер, приводящих к известным ядрам, изучение химических свойств элементов, измерение К или Ь серий х-лучей, измерение массы нуклидов, измерение функций возбуждения для различных каналов реакций, метод перекрестных реакций, сопоставление радиоактивных свойств новых ядер с экспериментальными данными для известных ядер или предсказаниями теории

Приводятся результаты экспериментов по синтезу сверхтяжелых ядер и обнаружению существенного роста их стабильности по сравнению с легкими изотопами известных элементов Рассматриваются особенности свойств ядер с нечетным числом протонов Обсуждаются сечения реакции полного слияния 243Ат+48Са и последующего испарения нейтронов из возбужденного составного ядра 291115, а также ожидаемые радиоактивные свойства нуклидов в цепочках ос-распадов изотопов элемента 115

В первой главе описана постановка эксперимента В экспериментах использовался газонаполненный сепаратор ядер отдачи, состоящий из дипольного магнита и двух квадрупольных линз Сепаратор предназначен для собирания продуктов реакций полного слияния на его фокальной плоскости (трансмиссия около 35%) и отделения их от пучка бомбардирующих ионов (фактор подавления ~1017), упруго рассеянных ядер и продуктов реакций неполного слияния (факторы подавления 6х1014 и 104-106 для масс нуклидов близких к ядрам пучка и мишени соответственно) Продукты реакций полного слияния движутся в магнитном поле В (под действием силы Лоренца) по дуге с радиусом кривизны сепаратора р в соответствии с их магнитной жесткостью В р=т \!ц Поле магнита задается исходя из импульса т V выбитого из мишени ионизованного атома и его заряда ц

Величина заряда атома определялась из эмпирической систематики зарядов, измеренных для соседних атомов сверхтяжелых элементов, синтезированных на том же сепараторе Благодаря линейной зависимости зарядов атомов от их

скорости и слабой зависимости магнитной жесткости тяжелых атомов от их массы (т=288, Дот=±1), трансмиссия сепаратора остается одинаковой как при изменении энергии бомбардирующих ионов 48Са (т е, небольшом изменении скорости V), так и для соседних изотопов синтезируемых ядер

После сепаратора атомы пролетают через две газовые камеры для измерения времени пролета и имплантируются в детекторы, расположенные в фокальной плоскости сепаратора Полупроводниковые детекторы размером 4 см по вертикали и 12 см по горизонтали состоят из 12 (4x1 см2) стрипов с позиционной чувствительностью в вертикальном направлении Продукты реакции полного слияния имплантируются в кремниевые детекторы на глубину 0 5-1 мг/см2, что заметно ниже пробега а-частиц (К,г> 1 б мг/см2 при £а>10 МэВ) Для регистрации ос-частиц, которые могут вылетать назад из детекторов, фокальные детекторы окружены восемью боковыми детекторами (4x4 см2), образуя параллелограмм без передней 1рани Эффективность регистрации а-частиц с полной энергией повышается с 52-54% ( только для фокальных детекторов) до 87%

Для калибровки детекторов использовались известные изотопы ТЬ и дочерние продукты их а-распадов, полученные в реакции сстУЬ(48Са,3-5и) Энергетическое разрешение а-частиц, зарегистрированных фокальным детектором составляло 60-100 кэВ, 140-200 кэВ - в случае их регистрации одновременно фокальным и боковым детекторами и »600 кэВ при регистрации только боковым детектором Спонтанно делящиеся ядра 252Ыо, полученные в реакции

206рь+48с

использовались для калибровки энергий осколков деления ядер и их полной кинетической энергии (ТКЕ)

Позиционное разрешение при регистрации энергий имплантированных ядер в детекторы и их последующего а-распада или спонтанного деления составляло 0 9-1 9 мм или 0 5-0 9 мм соответственно При регистрации а-частиц одновременно фокальным (с малой энергией) и боковым детекторами позиционное разрешение зависело от амплитуды сигнала в фокальном детекторе

При проведении эксперимента использовалась специальная система набора данных, которая позволяла существенно подавлять фоновые сигналы при регистрации распадов сверхтяжелых ядер Пучок ионов 48Са отключался после вбивания ядер в детекторы и их первого зарегистрированного а-распада в той же позиции того же стрипа и в заранее определенном временном интервале Время остановки могло варьироваться в широких пределах (достигало 2 7 часа в данных экспериментах) При наблюдении а-распадов дочерних нуклидов при выключенном пучке, фоновые сигналы практически полностью подавлялись, и вероятность регистрации случайных а-частиц, не относящихся к распадам сверхтяжелых ядер, была ничтожно мала Для снижения числа случайных (фоновых) остановок выбирались ограниченные диапазоны для энергий ядер отдачи (из измеренных энергий для других сверхтяжелых ядер) и а-частиц (из теоретических предсказаний и экспериментальных данных для соседних ядер)

Во второй главе представлены экспериментальные результаты Мишень из 243Ат (обогащение 99 9%, толщина слоя 0 36 мг/см2) была нанесена на Т1 фольгу (1 5 мкм) путем электроосаждения в виде окиси АшОг и запылена слоем углерода (35 мкг/см2) Мишень состояла из 6 секторов со средним радиусом 6 см и площадью 5 3 см2, которые крепились на вращающемся диске

Эксперименты проведены при двух энергиях ионов 48Са £,;ыб=248 и 253 МэВ в середине слоя мишени Типичная интенсивность пучка 48Са была около 6х1012/с В каждом из экспериментов была набрана одинаковая доза пучка 4 Зх]О18 В первом опыте энергия возбуждения составного ядра 291115 составляла 40 МэВ, что соответствует ожидаемому из расчетов и экспериментальных данных для близких реакций (с мишенями из изотопов Ри и Сш) максимуму сечения реакции 243Аш(48Са,Зи)2881 15

Три цепочки последовательных распадов изотопа 2881 15 приведены на Рис 1 а При проведении подобных экспериментов одно из важнейших значений имеет доказательство того, что все зарегистрированные сигналы (имплантация ядра в детектор, последующие а-распады и спонтанное деление) не являются случайными и определенно принадлежат ядрам в цепочках последовательных

распадов материнского изотопа 115 Для наглядной демонстрации этого факта в диссертации приведены энергетические спектры событий без ТОР сигналов, зарегистрированных во время эксперимента (с включенным пучком), и а-частиц во время отключения пучка, временные спектры всех событий с ТОР сигналами, зарегистрированных перед а-распадами ядер 2881 1 5, энергетический спектр всех сигналов, после которых происходили отключения п>чка, и отдельно энергии а-частиц, за которыми последовали в течение двух минут два или более о-распада с Еа=& 5-11 МэВ, а также спектры сигналов с большой амплитудой (рассеянные частицы пучка, осколки вынужденного и спонтанного деления ядер) Наконец приведены положения на поверхности детекторов всех ядер, зарегистрированных

а) Л1аб = 248МэВ

I 10 39] ф М 5 и

МэВ

10 98 МэВ г 21 ? ии

I 9 09 МэВ

у /6 6 И И

288 115

ZTl0 51±uu''MoB 80 3 мс

288 115

284

113

18 6 ни

2S0

10 04±0 19 МэВ 0 3757 с 21 3 и и

1) '

284

113

10 38+0 06 МэВ 18 6 мс 23 7 ни

а,

288 115

276

272

9 72+0 07 МэВ 3 146 с /,5 4 ии

9 65+0 07 МэВ 1 055 с ISSmv

280 Rg

9 48+0 61 МэВ ^ 1 196 с

б) I -иб " 253 МэВ

ER 1 "¡»МэВ

у /S 0 ни

287

115

284

113

10 50+0 06 МэВ 279 8 мс

18 5 ии

276

272

268 Db

9 23+0 61 МэВ 24 103 c

205 МэВ [|5(Н-55р 28 69 ч 18 2 и и

9 76 ±0 06 МэВ

10 599 с 23 7 н и

9 80+0 (Ч МэВ2) 0 2487 с

10 00±(Н)6МэВ О 5172 с 18 7 и«

«2

28! 113

10 59+0 09 МэВ 46 6 мс

17 6 мм '

Ж 10 12+0 09 МэВ 0 1474 с 17 6 ии

279

276

268 Db

9 02+ 0 06 МэВ 2 964 с 23 б vi и

9 76+0 06 МэВ 1 793 с /» 1 ни

271

10 37+0 16Мэв" О 2450 с

272

200 МэВ [148+32]' 23 54 ч 23 2 ии

9 74+0 06 МэВ 1 834 с 19 2 ии

I—t 10 33+0 09 МэВ

I 271 | 14 0 чс I Bh I /7 7,,«

11\ чоь. ионоь

268 Db

8 97±0 15 МэВ 15 388 с 1S 1мм

выключен

SF 140 МэВ

16 80 ч

17 8 ми

267

206 МэВ [ 17IH-36] 101 96 мин 17 9 ии

Рис 1 Цепочки распадов ядер 115 (а) и ?115(б) Для каждого ядра указаны энергии имплантации материнских ядер в детекторы и энергии а-частиц (с ошибками) или осколков спонтанного деления, а также временные интервалы между событиями и их позиции относительно верхнего края детекторов

''а-частицы с энергиями £^=10 04 МэВ, 8 97 МэВ и 10 37 МэВ были зарегистрированы одновременно фокальным и боковым детекторами с энергиями 2 01+8 03 МэВ, 3 14+5 83 МэВ и 1 30+9 03 МэВ соответственно 2> а-частицы зарегистрированы только боковым детектором

'' Осколки спонтанного деления зарегистрированы одновременно фокальным и боковым детекторами

в цепочках распадов материнского изотопа 2881 15 и всех событий спонтанного деления с /:'sr>120 М:)В (всего 7 штук) Три события спонтанного деления наблюдались после a-распадов изотопа 2881 15 Другие четыре события деления ядер обусловлены распадом изомера 244mfAm (3 атома) и одного ядра, полученного в предыдущих опытах, выполненных с теми же детекторами, как это следует из результатов измерения фона от деления долгоживущих нуклидов

Все представленные спектры и расчеты убедительно доказывают, что каждое из событий в цепочках, показанных на Рис 1, не является фоновым сигналом и принадлежит синтезированным ядрам 2881 15 и последующим а-распадам изотопов 2841 13 , 280Rg, 276Mt, 272Bh и спонтанному делению 268Db

Вертикальные отклонения всех a-частиц и осколков деления относительно позиций ядер отдачи на детекторах полностью соответствуют позиционному разрешению детекторов, энергии всех a-частиц для каждого из нуклидов совпадают в пределах энергетического разрешения, времена распада каждого изотопа находятся в пределах статистического разброса и соответствуют экспоненциальному распределению Т о, во всех трех цепочках наблюдались одни и те же изотопы 2881 15-268Db Сечение реакции 243Аш(48Са,Зп)2881 15 составило 2 7 8 пб

Если интерпретация результатов первого эксперимента при Ела6=248 МэВ верна, то небольшое (на 5 МэВ) повышение энергии ионов 48Са должно привести к падению 3п канала реакции в несколько раз и повышению величины сечения следующего канала - испарения 4 нейтронов

Это предположение полностью подтвердилось во втором эксперименте При энергии ионов 48Са Е„аб=253 МэВ первый изотоп не наблюдался, зато распад другого, соседнего изотопа 2871 15 был зарегистрирован Цепочка

787 77с 7£7

последовательных a-распадов ядер 115- Mt и спонтанного деления Db приведена на Рис 1 б Фоновые условия регистрации этих ядер были аналогичны первому опыту, и вероятности наблюдения каждого из ядер как случайного фонового сигнала крайне малы

Новая цепочка ядер действительно принадлежит другому изотопу (2871 15), поскольку время распада всех ядер в 10 раз короче, ос-распады имеют большие энергии (на 0 6 МэВ для третьего и четвертого нуклидов в цепочке) и меньшие времена На основании выше перечисленного, последнюю цепочку ядер следует

тот "МЗ 48

отнести к изотопу " 115 - продукту 4и канала реакции " Аш+ Са, сечение которого составило 0 9^ пб

В данной цепочке распадов ядра 2871 15 а-частица изотопа 271В1т не была зарегистрирована Радиоактивные свойства 27|ВЬ должны быгь близки к свойствам распада соседнего изотопа 272ВЬ (Еа=9 02 МэВ, Та=9 8 с) Энергии и времена жизни всех наблюдавшихся ядер в цепочке сильно отличаются от этих значений (см Рис 16 и 2 ниже) Спонтанное деление также не может принадлежать изотопу '71В1т из-за значительно большего времени распада конечного ядра (106 мин) К тому же, в обоих экспериментах были зарегистрированы 19 а-частиц детектором с эффективностью регистрации 87%, потеря одной а-частицы вполне вероятна Поэтому можно утверждать, что а-распад 271ВЬ произошел между четвертым а-распадом и спонтанным делением, но не был зарегистрирован детектором

287 288

Кроме того, измеренные энергии имплантации атомов 115 в детекторы, их заряд и сечения образования хорошо согласуются с данными, полученными для сверхтяжелых ядер с четным числом протонов в реакциях 48Са с ядрами 238и-249С1~ В данном варианте схемы распада изотопа 2871 15 радиоактивные свойства всех наблюдавшихся ядер согласуются с предсказаниями теории

В третьей главе приводятся физические и химические методы определения атомных и массовых чисел сверхтяжелых ядер, синтезированных в реакциях с ионами 48Са Три изотопа элемента 114 были получены в реакции 244Ри+48Са 289114 ( 3п канал), 2881 14 (4п) и 287114 (5п) Эти же и более легкий изотоп 2861 14 наблюдались в других, перекрестных реакциях как материнские ядра, так и после а-распадов изотопов элемента 116 ги( Са,2-4п) 114, Сш( Са,3-

4 л)292 2931 16 « 288 289и 245Ст(48Са;2_з,5)290 29.1 16 „ 286 287^ ^ ^

перечисленных реакций измерены выходы изотопов в зависимости от энергии возбуждения составных ядер (функции возбуждения) При увеличении энергии возбуждения последовательно наблюдались изотопы от наиболее тяжелого до

2X7 280 201 204

самого легкого То, что изотопы ' 114 (и ' 116) имеют нечетное число нейтронов, а изотопы 2X6 2881 14 (и 290 292116) - четное число, следует из радиоактивных свойств этих ядер и их дочерних нуклидов Известно, что нечетный нейтрон или протон увеличивают время жизни относительно

тол О О -I

спонтанного деления на 3-5 порядков величины Для дочерних изотопов 112, а также ядра 28б114 зарегистрировано спонтанное деление, а для соседних изотопов 283,2851 12 - а-распад Если предположить, что тяжелый изотоп (289114) является продуктом 1 п канала (те , на самом деле это изотоп 291114), то тогда число испаренных нейтронов во всех указанных реакциях следовало бы уменьшить на два Т е, в реакции 245Ст+48Са зарегистрирован 0п канал при энергии возбуждения 33-38 МэВ Однако этот канал не наблюдался даже в холодном слиянии при значительно меньших энергиях (10-20 МэВ) Если отнести изотоп 289114 к продукту 5п канала реакции (т е , реакции 244Ри(48Са,5и)2871 14), то это означало бы, что в реакции 244Ри+48Са наблюдались 5, 6 и 1п каналы, но не зарегистрированы 3 и 4п каналы при энергии возбуждения 40 МэВ, хотя эта энергия на 7 МэВ выше барьера слияния и соответствует максимуму сечения 3п и 4п каналов

Т о , функции возбуждения и свойства ядер элементов 114 и 116 доказывают, что в перекрестных реакциях наблюдались продукты испарения от 2 до 5 нейтронов из возбужденных ядер элементов 114 и 116

лп ДО ппч ТОО

Свойства ядер, полученных в реакции Аш( Са,3-4и) 115, позволяют также исключить рхп каналы во всех реакциях с ионами 48Са, поскольку спонтанное деление было зарегистрировано только для изотопов 267 268ЭЬ после

287 2ЯЯ

пяти последовательных а-распадов ядер ' 115

Канал ахи для всех реакций с ионами 48Са также можно исключить, поскольку свойства а-распада 15 ядер 283 2851 12, 283 2841 13, 28б"289П4, 2872881 15,

290-293 294

116 и 118 хорошо согласуются с систематикой Гейгера-Неттолла 7'„(£)„)

для незапрещенных а-переходов К тому же, энергии а-распада всех ядер, полученных в этих реакциях, хорошо согласуются с предсказаниями теории

Убедительным подтверждением правильной идентификации атомных чисел ядер 2881 15 - 268ОЬ явились эксперименты по определению химических свойств спонтанно делящегося изотопа СЬ

Мишень из 243 Аш (1 2 мг/см2) облучалась ионами 48Са (£лаб=247 МэВ, доза пучка 3 4x1018) Выбитые из мишени ядра 2881 15 останавливались в сборнике После пяти а-распадов за время около 0 5 мин в сборнике оставался изотоп 268ОЬ (Г5г~1 д) Сборник периодически (раз в 1-2 дня) вынимался из установки, из него химическими методами выделялась фракция элементов пятой группы Из выделенных ядер изготавливали тонкий источник, который помещали между парой полупроводниковых детекторов для регистрации осколков деления Детекторы помещались внутрь счетчика нейтронов для определения их числа на акт деления

В двух сериях таких экспериментов было наблюдено 20 событий деления ядра Нуклид был получен в той же реакции (243Ат+48Са), с тем же сечением (4 2 2 пб), имел ту же моду распада (ББ), период полураспада (32+71 ч) и ТКЕ осколков (230 МэВ), что и в физическом эксперименте Т о , один и тот же изотоп (268ОЬ) был зарегистрирован в обоих (физическом и химическом) экспериментах По результатам химического опыта этот изотоп принадлежит элементу 105 (изотопы более легких элементов пятой группы не делятся спонтанно) Следовательно, все предшествующие изотопы, испытавшие а-распад 2881 15), должны быть отнесены к изотопам элементов 107-115 Отметим, что недавно свойства сверхтяжелых элементов с четными числами протонов и их атомные номера были также независимо подтверждены физическим и химическими экспериментами

Четвертая глава содержит обсуждение полученных результатов Энергии а-распадов ядер синтезированных в реакции 243Ат+48Са, а также известных ранее изотопов элементов с нечетным числом протонов 2>101 представлены на

Рис 2 Величины Qa ядер с четным числом протонов показаны в правой части для сравнения Там же приведены результаты расчетов энергий Оа, выполненных в рамках ММ модели Величины (За изотопов 275 276М1 и 272ВЬ совпадают с теоретическими значениями (то же самое видно для ядер 27,Нз и 271$§), что также свидетельствует о правильной идентификации атомных и массовых чисел нуклидов, синтезированных в реакциях с ионами 48Са

Излом в постепенном падении Оа с увеличением числа нейтронов у изотопов одного и того же элемента при пересечении числа N=162, наблюденный для ядер М( и * ВЬ, как и изотопов элементов Бб, Нб и Бд, является экспериментальным доказательством существования нейтронной оболочки N=162 Стабилизирующее влияние этой оболочки проявляется и для изотопов БЬ -парциальные периоды а-распада значительно возрастают у тяжелых изотопов 7а>5х103 с и 7*а>3х105 с у 267 268ЭЬ, тогда как у изотопов 260 263БЬ Та= 1 5-34 с

Для более тяжелых нуклидов 287 2881 15, 283 2841 1 3 и 279280Иё начинает

Чисто нейтронов

Рис 2 а) Энергии а-распада ядер элементов с 2=101-115 в зависимости от числа нейтронов Ломаные линии - результаты расчетов, экспериментальные данные для известных ядер указаны кружками, величины @а для ядер, полученных в реакциях актинидов с иоиами 48Са, отмечены квадратами (закрытые и открытые символы - ядра с четным и нечетным числом нейтронов соответственно) Значения магических чисел А;= 152 и 162 показаны пунктирными линиями Мелким пунктиром показаны отличия экспериментальных значений Qa от расчетных величин б) То же самое для ядер с четным числом протонов Х= 100-1 18

проявляться влияние следующей, сферической оболочки N=184 Величины Qa ядра 2841 13 на 1 7 МэВ ниже, чем у легкого ядра 2781 13, синтезированного позднее в реакции холодного счияния 209Bi(70Zn,li3), а время жизни выше в 260 раз Изотопы элемента 111 272Rg (Тт=Ъ 0 мс), 274Rg (7,,/2=15мс) и 280Rg (Ту2=3 6 с) демонстрируют аналогичное повышение стабильности ядер с увеличением числа нейтронов и приближении к магическому числу N=184

279 280 283 284

У изотопов Rg и ' 113 отличие теоретических и экспериментальных величин Qa достигает 0 6-0 9 МэВ, аналогичное отличие (до 0 5 МэВ) наблюдается у ядер с четным числом протонов при N>169 Несмотря на завышение предсказанных энергии а-распада ядер по сравнению с измеренными величинами, как предсказанная тенденция изменения свойств новых нуклидов, так и численные значения Qa находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными для ядер в широкой и ранее неизвестной области с Z=104-l 18 и N=162-177

Экспериментальные данные также хорошо согласуются с предсказаниями чисто микроскопических моделей Однако следует отметить, что для изотопов элементов 115, а также 112 и 114 не наблюдается отклонения от постепенного уменьшения величин Qa с увеличением числа нейтронов в ядрах при пересечении числа N=172 Это свидетельствует о слабом влиянии или об отсутствии гипотетической нейтронной оболочки N=172 в области сверхтяжелых ядер с Z= 112-115, предсказанной в ряде самосогласованных моделей

Радиоактивные свойства ядер, синтезированных в реакции 243Ат+48Са, представлены в Таблице 1 Для материнских изотопов 287 288115 и ядер сверхтяжелых элементов с четным числом протонов ММ и некоторые микроскопические модели предсказывают постепенное изменение их формы от сферической к деформированной в процессе последовательных а-распадов Для таких ядер и их ближайших дочерних продуктов а-распада можно ожидать незапрещенные а-переходы Из Таблицы видно, что измеренные времена жизни 7схр изотопов элементов 113 и 115 совпадают с величинами, вычисленными из их

Таблица 1 Радиоактивные свойства ядер элементов ОЬ - 115

Из0,0,,ра1паПда (МэВ) & (МэВ) Изотоп Т'Ш Т1П " Еа (МзВ) Ои (ГмЬВ) распада ^

288115 а 87 - 305мс Ю46+006 1061+006 (60 мс) +155 287115 а -14 10 59+0 09 10 74+0 09 (30 т$)

284, п а 048-0 Пс Ю00±0 06 10 15+0 06 (0 3 с) 1 пп +490 2831 13 а ши-45 ю 121009 10 26±0 09 (140 па)

2801^ а 36-13 е 9 75±0 06 9 87±0 06 (0 4 с) 27'Яё а 17 -80 мс 10 3710 16 10 52+0 16 (7 тч)

п 7-, +0 87 276М1 а -025 971+006 9851006 (0 1с) +46 2,5МГ а "44мс 10331009 1048+009 (2 пк)

9 8+П7г 272ВЬ а у -3 5 9 02+0 06 9 15+0 06 (5 с) 271ВЬ а ~ - 9 07" (5 с)

то +9 б 268ОЬ БР/ЕС -64 7 80" (6 ч) 267ЭЬ ЭР/ЕС 73-33° мим 7 41" (9д)

а) Ошибки соответствуют уровню вероятности 68% Периоды полураспада для разрешенных переходов, вычисленные для указанных изотопов и измеренных или предсказанных энергий а-распада ()а, показаны в скобках

б) Период полураспада определен для 18 распадов ядра 268ОЬ, зарегистрированных в физическом и химическом экспериментах Расчетные величины

энергий а-распада для разрешенных переходов 7"'° Для изотопов элементов и В1т соотношение между 7ехр и 7^а1с соответствует факторам запрета 3-10 Подобные и даже большие запреты на а-распад наблюдались у деформированных ядер 2781 13, 272Г^ и их дочерних нуклидов Повышение факторов запрета может свидетельствовать об изменении формы ядер от сферической к деформированной в области нуклидов с 2=109-111, что приводит к более сложной структуре ядерных уровней и повышению вероятности а-переходов через возбужденные уровни с разными квантовыми числами Данное предположение согласуется с результатами ММ и некоторых микроскопических

288 284

моделей Например, параметр квадрупольной деформации для ядер 115 и 113 составляет 0 072 и 0 138 При переходе из области действия сферических оболочек с 2=114 и N=184 к области деформированных ядер вблизи 2=108 и N=162 возрастают значения параметров деформации до 0 200-0 224 для изотопов

280Яё, 276М1 и ВЬ Аналогичное повышение деформации предсказывается и для ядер с четным числом протонов от 0 084 для 291116 до 0 218 для 271 Яц

В цепочках распада ядра 2881 1 5, показанных на Рис 1, спонтанное деление, наблюдавшееся после 5 последовательных а-распадов, отнесено к изотопу 268ОЬ Период полураспада этого ядра не противоречит систематике периодов спонтанного деления известных легких изотопов элементов Ьг и ОЬ, а также расчетам величин для соседних четно-четных ядер с учетом запретов на спонтанное деление нуклидов с нечетным числом нейтронов и протонов Т о , спонтанное деления представляется наиболее вероятной модой распада ядра 268БЬ Распад 268ОЬ путем электронного захвата также исключить нельзя, поскольку предсказанная энергия £?ес=1 68-2 18МэВ соответствует парциальному периоду Тес около нескольких часов В этом случае спонтанное деление принадлежит дочернему продукту 2б8111Г с ожидаемым периодом около 1 с Наконец, а-

распад изотопа 268ЭЬ кажется менее вероятным, поскольку этот тип распада не наблюдался в физическом эксперименте во время отключения пучка ионов 48Са (2 7 ч), в химическом эксперименте спонтанно делящийся нуклид был найден во фракции элемента 105 (те, до конца выделения элементов пятой группы а-распада не произошло) Кроме того, продуктами а-распада 268ОЬ могли бы быть 260Ш (268ПЬ„ 260Ш5УГ> 7^=32 д) с большим временем жизни или 264Ыо

(268БЬ " 264Ьг 2б4Ыо , Тчг 1 с) с малой величиной энергии симметричного деления (£>5Р=264 МэВ), что противоречит высокой ТКЕ=230 МэВ и большому числу нейтронов на акт деления (4 2), измеренным в химическом эксперименте для конечного спонтанно делящегося нуклида

Очевидно, что оба типа распада ядра 268БЬ (268БЬ^ или 2б8БЬ^ 2681^) не меняют утверждения об идентификации атомных номеров этого нуклида и его

272 2Я8

предшественников ВЬ- 115 Аналогичные рассуждения можно провести и для изотопа 2б7БЬ Возможно как спонтанное деление этого ядра, так и распад по цепочке 267БЬ £>с 267КТ^ (7^=1 3 ч)

288 287

Конечные ядра в цепочках распада изотопов 115 и 115, испытывающих спонтанное лечение, имеют числа протонов и нейтронов близкие к удвоенным значениям магических чисел Z= 50 и N= 82 Для спонтанного деления таких нуклидов (например, 258 239Fm, 259 260Md, 258 262No) зарегистрировано симметричное распределение осколков с большой полной кинетической энергией Для ядер Db( Rf) и 267Db(267Rf) наблюдалась высокая ТКЕ, а также близкие значения энергий осколков 268Db, измеренные в химическом опыте, что полностью согласуется с ожидаемым типом спонтанного деления для этих ядер Массовая симметрия осколков, их высокая кинетическая энергия и множественность нейтронов при делении 268Db (268Rf) находятся в согласии с расчетной величиной энергии, выделяющейся при их симметричном делении Osi=283 МэВ (280 МэВ)

Благодаря запрету на спонтанное деление, ядра с нечетным числом протонов могут испытывать последовательные а-распады вплоть до изотопов элементов Db-Bh с большим избытком нейтронов Число нейтронов в таких ядрах может варьироваться за счет использования других мишенных изотопов 231 Ра, 237Np, 241Am, 249Вк Реакции слияния 48Са с ними приводят к нуклидам с меньшим или большим числом нейтронов по сравнению с ядрами 287'288Ц5; чх0 позволяет исследовать широкую область сферических ядер, а также изотопов вблизи дважды магического ядра 270Hs Сечения реакций с ионами 48Са значительно превосходят (в 10-100 раз) сечения реакций холодного слияния 208Pb,209Bi+70Zn Большие периоды полураспада изотопов Db позволяют исследовать более детально химические свойства этого элемента традиционными методами

В заключении сформулированы основные результаты экспериментов, изложенные в диссертации

Основные результаты диссертации:

1 Синтезированы два новых элемента Периодической таблицы с атомными номерами 113 и 115 Впервые в одном эксперименте получены изотопы сразу двух сверхтяжелых элементов изотопы элемента 113 с массами 284 и 283

лоо ")9.1

наблюдались после а-распада материнских ядер 115 и 115

2 Определены свойства а-распада девяти новых изотопов элементов с числом протонов от 107 до 1 15 (272ВЬ, 275 276М1, 279280Кё, 283 2 841 13 и 2872881 15), а также двух нуклидов 267БЬ и 268ОЬ, которые спонтанно делятся сами или продукты их Р-распада (267ЯГ, 2б81«)

3 Радиоактивные свойства ядер элементов с нечетным числом протонов 105115 в совокупности со свойствами ядер с 2=104-118 позволяют идентифицировать атомные и массовые числа всех нуклидов, синтезированных в реакциях слияния ядер от 238и до 249а с ионами 48Са Атомные номера ядер с 2=105-115 были подтверждены в химических экспериментах

279 280 283 284

4 На основании свойств распада сверхтяжелых ядер ' 113 и 2872881 15 доказано существование сильного стабилизирующего эффекта оболочки с ./¥=184 Сравнение радиоактивных свойств изотопов 2781 13 и 284113 показывает, что более близкое расположение ядра к N=184 приводит к падению энергии а-распада на 1 7 МэВ и соответствующему повышению периода полураспада в 260 раз Изотопы 272К|;, 274Яд и 280Р^ демонстрируют аналогичное повышение стабильности ядер с ростом числа нейтронов {Т\ц=Ъ 0 мс, 15 мс и 3 6 с)

5 Доказано существование нейтронной оболочки с Ы= 162 на примере радиоактивных свойств ядер 267 268БЬ, 272ВЬ и 275 276М1 Сопоставление энергии а-распада и времен жизни новых изотопов с N>162 со свойствами распада более легких изотопов тех же элементов демонстрирует излом в изменении энергий а-распада ядер и существенное повышение их стабильности при приближении к оболочке с N=162

287 288

6 На основании энергий а-распада изотопов 115, как и изотопов элементов 114 и 112 доказано слабое влияние или полное отсутствие предсказанной в некоторых моделях нейтронной оболочки с N=172

7 Эксперименты по синтезу элемента 115 в реакции

4и)287 283П5 проведены при двух энергиях ионов 48Са для наблюдения двух изотопов 287115 и 2881 15 и их дочерних ядер Измерены сечения 3п и 4п каналов реакции полного слияния 243Аш+48Са, которые хорошо согласуются с данными, полученными для реакции ионов 48Са с ядрами 2381_1-249СГ

8 Свойства распада изотопов новых нуклидов, вместе с ядрами более легких и более тяжелых элементов, синтезированных в реакциях с ионами 48Са, являются прямым экспериментальным доказательством существования области сверхтяжелых элементов, существенно расширяющей границы стабильности наиболее тяжелых атомных ядер

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1 YuTs Oganessian, VK Utyonkov, and К J Moody, Synthesis of 2921 16 in the 248Cm+48Ca Reaction, Ядерная физика 64, 1427-1433 (2001)

2 Yu Ts Oganessian, V К Utyonkov, Yu V Lobanov, F Sh Abdullin, A N Polyakov, I V Shirokovsky, Yu S Tsyganov, G G Gulbekian, S L Bogomolov, A N Mezentsev, S Iliev, V G Subbotin, A M Sukhov, A A Voinov, G V Buklanov, К Subotic, V I Zagrebaev, M G Itkis, J В Patin, К J Moody, J F Wild, M A Stoyer, N J Stoyer, D A Shaughnessy, J M Kenneally, and RW Lougheed, Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction 243Am (48Ca, xn) 29l"xl 15, Physical Review С 69, 021601-1-021601-5 (R) (2004)

3 Yu Ts Oganessian, V К Utyonkov, S N Dmitnev, Yu V Lobanov, M G Itkis, A N Polyakov, Yu S Tsyganov, A N Mezentsev, A V Yeremin, A A Voinov, E A Sokol, G G Gulbekian, S L Bogomolov, S Ihev, V G Subbotin, AM Sukhov, GV Buklanov, SV Shishkin, VI Chepygin, GK Vostokin, N V Aksenov, M Hussonnois, К Subotic, V I Zagrebaev, К J Moody, J В Patin, J F Wild, M A Stoyer, N J Stoyer, D A Shaughnessy, J M Kenneally, P A Wilk, R W Lougheed, H W Gaggeier, D Schumann, H Bruchertseifen and R Eichler, Synthesis of Elements 115 and 113 in the reaction 243Am+48Ca, Physical Review С 72, 034611 -1 -034611 -16 (2005)

4 Yu Ts Oganessian, V К Utyonkov, Yu V Lobanov, F Sh Abdullin, A N Polyakov, IV Shirokovsky, Yu S Tsyganov, G G Gulbekian, S L Bogomolov, В N Gikal, A N Mezentsev, S Iliev, V G Subbotin, A M Sukhov, A A Voinov, G V Buklanov, К Subotic, V I Zagrebaev, M G Itkis, К J Moody, J F Wild, M A Stoyer, N J Stoyer, D A Shaughnessy, J M Kenneally, J В Patin, and

R W Lougheed, Synthesis of Superheavy Nuclei in 48Ca-Induced Reactions, Proceedings of the International Conference FUSION03 From a Tunneling Nuclear Microscope to Nuclear Processes in Matter, Matsushima, Miyagi, Japan, November 12-15, 2003, edited by N Takigawa, J Kasagi, A Ono and T Nakatsukasa, Progress of Theoretical Physics Supplement No 154, 2004, Yukawa Institute for Theoretical Physics and The Theoretical Physical Society of Japan, 2004, pp 406-416

5 Yu Ts Oganessian, M G Itkis, V K Utyonkov, Fusion-fission reactions of heaviest

nuclei Synthesis of superheavy elements with Z=114 and 116, In Proceedings of the International Workshop on Atomic Clusters and Nuclei, Luso, Portugal, 15-19 May 2000, edited by Joao da Providencia, David M Brink, Feodor Karpechme, F Bary Malik, World Scientific, Singapore, 2001, p 275-300

6 Yu Ts Oganessian, V K Utyonkov, Yu V Lobanov, F Sh Abdullin, A N Polyakov,

I V Shirokovsky, Yu S Tsyganov, G G Gulbekian, S L Bogomolov, B N Gikal, A N Mezentsev, S Iliev, V G Subbotin, A M Sukhov, O V Ivanov, G V Buklanov, K Subotic, A A Voinov, M G Itkis, K J Moody, J F Wild, N J Stoyer, M A Stoyer, R W Lougheed, and C A Laue, Synthesis of superheavy nuclei m the reactions of 244Pu and 248Cm with 48Ca, Synthesis of Superheavy Nuclei in the Reactions of 244Pu and 248Cm with 48Ca, Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei "EXON2001", Lake Baikal, Russia, July 24-28, 2001, p 21-33, World Scientific, Singapore, 2002

7 Yu Ts Oganessian, V K Utyonkov, Yu V Lobanov, F Sh Abdullin, A N Polyakov,

8 Yu Ts Oganessian, V K Utyonkov, Yu V Lobanov, F Sh Abdullin, A N Polyakov,

I V Shirokovsky, Yu S Tsyganov, G G Gulbekian, S L Bogomolov, B N Gikal, A N Mezentsev, S Iliev, V G Subbotin, A M Sukhov, A A Voinov,

G V Buklanov, К Subotic, M G Itkis, К J Moody, J F Wild, N J Stoyer, M A Stoyer, R W Lougheed, С A Laue, I В Patin, D A Shaughnessy, and J M Kenneally, Superheavy Elements - Status of Research in Dubna, Proceedings of the Fourth Tegernsee International Conference on Particle Physics Beyond the Standard Model, Beyond 2003, Castle Ringberg, Tegernsee, Germany, 9-14 June

2003, edited by H V Klapdor-Kleingrothaus, Springer-Verlag Berlin Heidelberg,

2004, pp 1091-1103

9 Yu Ts Oganessian, V К Utyonkov, Yu V Lobanov, Г Sh Abdulhn, A N Polyakov,

I V Shirokovsky, Yu S Tsyganov, G G Gulbekian, S L Bogomolov, В N Gikal, A N Mezentsev, S Iliev, V G Subbotin, A M Sukhov, A A Voinov, G V Buklanov, К Subotic, V I Zagrebaev, M G Itkis, 1 В Patin, К T Moody, J F Wild, M A Stoyer, N J Stoyer, D A Shaughnessy, J M Kenneally, Р A Wilk, and R W Lougheed, Synthesis and Decay Properties of Superheavy Nuclei, Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei "EXON2004", Peterhof, Russia, July 5-12, 2004, p 168-179, World Scientific, Singapore, 2005

10 Yu Ts Oganessian, VK Utyonkov, Yu V Lobanov, F Sh Abdulhn,

A N Polyakov, I V Shirokovsky, Yu S Tsyganov, G G Gulbekian, S L Bogomolov, В N Gikal, A N Mezentsev, S Iliev, V G Subbotin, A M Sukhov, A A Voinov, G V Buklanov, К Subotic, V I Zagrebaev, MG Itkis, J В Patin, К J Moody, JF Wild, MA Stoyer, NJ Stoyer, D A Shaughnessy, J M Kenneally, and R W Lougheed, Heavy Element Research at Dubna, Nuclear Physics A 734, 109-123 (2004)

11 Yu Ts Oganessian, V К Utyonkov, Yu V Lobanov, F Sh Abdulhn, A N Polyakov,

I V Shirokovsky, Yu S Tsyganov, G G Gulbekian, S L Bogomolov, В N Gikal, A N Mezentsev, S Iliev, V G Subbotin, A M Sukhov, A A Voinov, GV Buklanov, К Subotic, VI Zagrebaev, MG Itkis, J В Patin, К J Moody, JF Wild, MA Stoyer, N J Stoyer, D A Shaughnessy, J M Kenneally, Р A Wilk, and R W Lougheed, New elements from Dubna, The European Physical Journal A 25, 589-594 (2005)

Получено 02 ноября 2007 г 22

Отпечатано методом прямого репродуцирования с оригинала, предоставленного автором

Подписано в печать 6 11 2007 Формат 60 х 90/16 Бумага офсетная Печать офсетная Уел печ л 1,56 Уч-изд л 1,47 Тираж 100 экз Заказ № 55899

Издательский отдел Объединенного института ядерных исследований 141980, г Дубна, Московская обл , ул Жолио-Кюри, 6 E-mail publish@jinr ru www jinr ru/publish/

Заключение диссертации по теме "Физика атомного ядра и элементарных частиц"

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, and K.J.Moody, Synthesis of 292116 in the 248Cm+48Ca

Reaction, Ядерная физика 64, 1427-1433 (2001).

2. Yu.Ts. Oganessian, Y.K. Utyonkov, Yu:V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

I.V. Shirokovsky, Yu.S. Tsyganov, G.G. Gulbekian, S.L. Bogomolov, A.N. Mezentsev, S. Iliev, V.G. Subbotin, A.M. Sukhov, A.A. Voinov, G.V. Buklanov, K. Subotic, V.l. Zagrebaev, M.G. Itkis, J.B.Patin, K.J. Moody, J.F. Wild, M.A. Stoyer, N.J. Stoyer, D.A. Shaughnessy, J.M. Kenneally, and R.W. Lougheed, Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction 243Am (48Ca, xn) 291"x115, Physical Review С 69, 0216011-021601-5 (R) (2004).

3. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, S.N. Dmitriev, Yu.V. Lobanov, M.G. Itkis, A.N. Polyakov,

Yu.S. Tsyganov, A.N. Mezentsev, A.V. Yeremin, A.A. Voinov, E.A. Sokol, G.G. Gulbekian, S.L. Bogomolov, S. Hiev, V.G. Subbotin, A.M. Sukhov, G.V. Buklanov, S.V. Shishkin, V.l. Chepygin, G.K. Vostokin, N.V. Aksenov, M. Hussonnois, K. Subotic, V.l. Zagrebaev, K.J. Moody, J.B. Patin, J.F. Wild, M.A. Stoyer, N.J. Stoyer, D.A. Shaughnessy, J.M. Kenneally, P.A. Wilk, R.W. Lougheed, H.W. Gäggeler, D. Schumann, H. Bruchertseifer,

• • ■ • 243 48 and R. Eichler, Synthesis of Elements 115 and 113 in the reaction Am+ Ca, Physical Review C 72, 034611-1-034611-16 (2005).

4. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

I.V. Shirokovsky, Yu.S. Tsyganov, G.G. Gulbekian, S.L. Bogomolov, B.N. Gikal, A.N. Mezentsev, S. Iliev, V.G. Subbotin, A.M. Sukhov, A.A. Voinov, G.V. Buklanov, K. Subotic, V.l. Zagrebaev, M.G. Itkis, K.J. Moody, J.F. Wild, M.A. Stoyer, N.J. Stoyer, D.A. Shaughnessy, J.M. Kenneally, J.B. Patin, and R.W. Lougheed, Synthesis of Superheavy Nuclei in 48Ca-Induced Reactions, Proceedings of the International Conference FUSION03: From a Tunneling Nuclear Microscope to Nuclear Processes in Matter, Matsushima, Miyagi, Japan, November 12-15, 2003, edited by N. Takigawa, J. Kasagi, A. Ono and T. Nakatsukasa, Progress of Theoretical Physics Supplement No. 154, 2004, Yukawa Institute for Theoretical Physics and The Theoretical Physical Society of Japan, 2004, pp.406-416.

5. Yu.Ts. Oganessian, M.G. Itkis, V.K. Utyonkov, Fusion-fission reactions of heaviest nuclei.

Synthesis of superheavy elements with Z=114 and 116, In Proceedings of the International Workshop on Atomic Clusters and Nuclei, Luso, Portugal, 15-19 May 2000, edited by Joäo da Providencia, David M. Brink, Feodor Karpechine, F. Bary Malik, World Scientific, Singapore, 2001, p: 275-300.

6. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

I.V. Shirokovsky, Yu.S. Tsyganov, G.G. Gulbekian, S.L. Bogomolov, B.N. Gikal, A.N. Mezentsev, S. Iliev, V.G. Subbotin, A.M. Sukhov, O.V. Ivanov, G.V. Buklanov, K. Subotic, A.A. Voinov, M.G. Itkis, K.J.Moody, J.F. Wild, N.J. Stoyer, M.A. Stoyer, R.W. Lougheed, and C.A. Laue, Synthesis of superheavy nuclei in the reactions of 244Pu and 248Cm with 48Ca, Synthesis of Superheavy Nuclei in the Reactions of 244Pu and 248Cm with 48Ca, Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei "EXON2001", Lake Baikal, Russia, July 24-28, 2001, p. 21-33, World Scientific, Singapore, 2002.

7. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

R.W. Lougheed, and C. A. Laue, Synthesis of superheavy nuclei in the reactions of 244Pu and 248Cm with 48Ca, The European Physical Journal A15, 201-201 (2002):

8. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

I.V. Shirokovsky, Yu.S. Tsyganov, G.G. Gulbekian, S.L. Bogomolov, B.N. Gikal, A.N. Mezentsev, S. Iliev, V.G. Subbotin, A.M. Sukhov, A.A. Voinov, G.V. Buklanov, K. Subotic, M.G. Itkis, K.J. Moody, J.F. Wild, N.J. Stoyer, M.A. Stoyer, R.W. Lougheed, C.A. Laue, J.B. Patin, D.A. Shaughnessy, and J.M. Kenneally, Superheavy Elements - Status of Research in Dubna, Proceedings of the Fourth Tegernsee International Conference on Particle Physics Beyond the Standard Model, Beyond 2003, Castle Ringberg* Tegernsee, Germany, 9-14 June 2003, edited by H.V. Klapdor-Kleingrothaus, Springer-Verlag Berlini Heidelberg, 2004, pp. 1091 -1103.

9. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh, Abdullin, A.N. Polyakov,

10. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

11. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

Считаю приятным долгом выразить глубокую признательность научному руководителю академику Ю.Ц. Оганесяну за постановку задачи и руководство при написании диссертации, директору лаборатории С.Н. Дмитриеву, вице-директору ЛЯР А.Н. Мезенцеву и вице-директору ОИЯИ М.Г. Иткису за обеспечение возможности проведения экспериментов.

Большую благодарность хочу выразить моим коллегам, всем сотрудникам сектора № 1 НЭФО, без которых была бы невозможна данная работа, а также участникам эксперимента из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса.

Хочу поблагодарить сотрудников Научно-технологического отдела ускорителей и сектора ионных источников за обеспечение эксперимента пучком ионов 48Са высокой интенсивности, сотрудников сектора №6 НЭФО за разработку деталей установки, сотрудников Научно-экспериментального химического отдела за изготовление мишеней.

Заключение.

Проведены эксперименты по синтезу ядер нового элемента 115 в реакции полного слияния 243Am (48Са, хп) 291~х\ 15 [4-7]. Основными результатами экспериментов, изложенными в диссертации, являются:

1. Синтезированы два новых элемента Периодической таблицы с атомными номерами 113 и 115. Впервые в одном эксперименте получены изотопы сразу двух сверхтяжелых элементов: изотопы элемента 113 с массами 284 и 283 наблюдались после а-распада

9по 9R7 материнских ядер 115 и 115. Более легкий изотоп элемента 113 с массой 278 (Г1/2«2х10~3 с) был получен в RIKEN (Япония) [57] с сечением примерно в 100-раз меньшим, чем изотоп 288115 на год позже, после проведения данных экспериментов, а также химической идентификации атомного номера нуклида 268Db [122].

2. Определены свойства а-распада девяти новых изотопов тяжелых элементов с числом протонов от 107 до 115 (272Bh, 275'276Mt, 279'280Rg, 283,2841 13 и 287,288115), а также двух нуклидов 267Db и 268Db, которые спонтанно делятся сами или продукты их ß-распада (267Rf, 268Rf). Радиоактивные свойства ядер элементов 107-115, испытывающих а-распад, хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями энергий и парциальных периодов а-распада этих изотопов.

3. Измеренные радиоактивные свойства ядер с нечетным числом протонов 105-115 [4-7] в совокупности со свойствами ядер с четным числом протонов* 104-118 [1-3,32,87-95] позволяют идентифицировать атомные и массовые числа всех нуклидов^ синтезированных в реакциях 238U-249Cf+48Ca. Проведенный анализ свойств распада ядер, полученных в реакциях ул.'х пй 1л.0 до

Am и ~ U-~ Cf с ионами Ca, доказывает, что наблюдаемые изотопы являются продуктами реакций полного слияния и последующего испарения нейтронов [7]. Атомные номера ядер с Z= 105-115 были подтверждены в химических экспериментах [122-125].

4. На основании свойств распада сверхтяжелых ядер 279'280Rg, 283'284цз и 287'2SSl 15 доказано существование сильного стабилизирующего эффекта теоретически предсказанной сферической оболочки с N=184. Сравнение радиоактивных свойств изотопа 278113 (N=165) [57] и более тяжелого нуклида 284113 (N=171) [4-7] показывает, что более близкое расположение ядра к N=184 приводит к падению энергии а-распада на 1.7 МэВ и соответствующему повышению периода полураспада в 260 раз. Изотопы элемента 111 ~Rg (7н2=3.0 мс) [8,54-56], 274Rg (Г,/2=15 мс) [57] и 280Rg (Г,/2=3.6 с) [4-7] демонстрируют аналогичное повышение стабильности ядер с ростом числа нейтронов.

5. Доказано существование нейтронной оболочки с N=162 на примере радиоактивных свойств ядер 267'268Db, 272Bh и 275'276Mt [4-7], как и изотопов элементов с, четным числом протонов (Ds, Hs, Sg). Сопоставление энергий a-распада и времен жизни новых изотопов с N>162 со свойствами распада более легких изотопов тех же элементов с N<162 демонстрирует излом в изменении энергий a-распада ядер и существенное повышение их стабильности при приближении к оболочке с Л—162.

7R7

6. На основании энергий a-распада изотопов ' 115 [4-7], как и изотопов элементов 114 и 112 [1-3] доказано слабое влияние или полное отсутствие предсказанной в некоторых моделях нейтронной оболочки с JV=172.

7. Эксперименты по синтезу элемента 1*15 в реакции 243Ат(48Са,3-4л)287'288115 [4-7]

48 °87 288 проведены при двух энергиях ионов Са для наблюдения двух изотопов ~ 115и 115иих дочерних ядер. Измерены сечения Ъп и 4п каналов реакции полного слияния 243Ат+48Са, до которые хорошо согласуются с данными, полученными для реакций-ионов Са с ядрами 238[J249Cf j-j 3] Постановка опыта (параметры сепаратора, заряд ионов, калибровка детекторов, набор и анализ данных) основана на результатах первых экспериментов по синтезу сверхтяжелых ядер с четным числом протонов [32,87-95].

8. Свойства распада изотопов новых нуклидов, вместе с ядрами более легких и более до тяжелых элементов, синтезированных в реакциях с ионами Са, являются прямым экспериментальным доказательством существования области сверхтяжелых элементов, существенно расширяющей границы стабильности наиболее тяжелых атомных ядер.

Список источников диссертации и автореферата по физике, доктора физико-математических наук, Утенков, Владимир Климентьевич, Дубна

1. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

2. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

3. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

4. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

5. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, S.N. Dmitriev, Yu.V. Lobanov, M.G. Itkis, A.N. Polyakov,

6. Yu.S. Tsyganov, A.N. Mezentsev, A.V. Yeremin, A.A. Voinov, E.A. Sokol, G.G. Gulbekian, S.L. Bogomolov, S. Iliev, V.G. Subbotin, A.M. Sukhov, G.V. Buklanov, S.V. Shishkin,

7. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

8. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

9. S. Hofmann, V. Ninov, F.P. Hepberger, P. Armbruster, H. Folger, G. Münzenberg, H.-J. Schott,

10. A.G. Popeko, A.V. Yeremin, A.N. Andreev, S. Saro, R, Janik, and M. Leino, The new element 111, Zeitschrift fur Physik A 350, 281-282 (1995).

11. S. Hofinann, V. Ninov, F.P. Heßberger, P. Armbruster, H. Folger,> G. Münzenberg, H J. Schott,

12. A.G. Popeko, A.V. Yeremin, S. Saro, R, Janik, and M. Leino, The new element 112, Zeitschrift für Physik A 354, 229-230 (1996).

13. Niels Bohr and John Archibald Wheeler, The mechanism of Nuclear Fission, Physical Review56, 426-450 (1939).

14. Maria G. Mayer, On Closed Shells in Nuclei, Physical Review 74, 235-239 (1948).

15. Otto Haxel, J. Hans D. Jensen, and Hans E. Suess, On the "Magic Numbers" in Nuclear

16. Structure, Physical Review 75, 1766 (1949).

17. W.J. Swiatecki, Systematics of Spontaneous Fission Half-Lives, Physical Review 100, 937-9381955).

18. W.D. Myers and W.J. Swiatecki, Nuclear Masses and Deformations, Nuclear Physics 81, 1-601966).

19. Y.M. Strutinsky, Shell effects in nuclear masses and deformation energies, Nuclear Physics1. A 95, 420-442(1967).

20. C.M. Поликанов, В.А. Друин, В.А. Карнаухов, В.JI. Михеев, А.А. Плеве, Н.К. Скобелев,

21. S. Bjornholm and J.E. Lynn, The double-humped fission barrier, Reviews of Modern Physics52, 725-931 (1980).

22. A. Sobiczewcki, F.A. Gareev, and B.N. Kalinkin, Closed Shells for Z>82 and N>126 in a

23. Diffuse Potential Well, Physics Letters 22, 500-502 (1966).

24. Heiner Meldner, Predictions of new magic regions and masses for super-heavy nuclei fromcalculations with'realistic shell model single particle Hamiltonians, Arkiv for Fysik 36, 593598 (1967).

25. S.G. Nilsson, J.R. Nix, A. Sobiczewcki, Z. Szymanski, S. Wycech, C. Gustafson, and P. Moller,

26. On the Spontaneous Fission of Nuclei with Z near 114 and N near 184, Nuclear Physics A 115, 545-562 (1968).

27. UlrichMosel and Walter Greiner, On the Stability of Superheavy Nuclei against Fission,

28. Zeitschrift fur Physik 222, 261-282 (1969).

29. A. Ghiorso, J.M. Nitschke, J.R. Alonso, M. Nurmia, G.T. Seaborg, E.K. Hulet, and

30. R.W. Lougheed, Element 106, Physical Review Letters 33, 1490-1493 (1974).

31. Georgy N. Flerov and Gurgen M. Ter-Akopian, Superheavy nuclei, Reports on Progress in

32. Physics 46,817-875 (1983).

33. E.K. Hulet, R.W. Lougheed, J.F. Wild, J.H: Landrum, P.C. Stevenson, A. Ghiorso,

34. J.M. Nitschke, R.J. Otto, D.J. Morrissey, P.A. Baisden, B.F. Gavin, D. Lee, R.J. Silva, M.M. Fowler, G.T. Seaborg, Search for Superheavy Elements in the Bombardment of 24sCm with 48Ca, Physical Review Letters 39,385-389 (1977).

35. J.D. Illige, E.K. Hulet, J.M. Nitschke, R.J. Dougan, R.W. Lougheed, A. Ghiorso, and

36. J.H. Landrum, Search for Volatile Superheavy Elements from the Reaction 248Cm+48Ca, Physics Letters 78B, 209-212 (1978).

37. R.J. Otto, D.J. Morrissey, D. Lee, A. Ghiorso, J.M. Nitschke, G.T. Seaborg, M.M. Fowler,

38. R.J. Silva, A Search for Superheavy Elements with Half-Lives between a Few Minutes and Several. Hundred Days, Produced in the 48Ca+248Cm Reaction, Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 40, 589-595 (1978); LBL Report No. LBL-6509,1-29 (1977).

39. Yu.Ts. Oganessian, H. Bruchertseifer, G.V. Buklanov, V.l. Chepigin, Choi Val Sek, В. Eichler,

40. Г.М. Тер-Акопьян, X. Брухертзайфер, Г.В. Букланов, O.A. Орлова, A.A. Плеве,

41. В.И. Чепигин, Чой Вал Сек, Эксперименты по синтезу нечетных нейтронодефицитныхдоизотопов сверхтяжелых элементов в реакциях с ионами Ca, Ядерная физика 29, 608614 (1979).

42. R.W. Lougheed, J.H. Landrum, E.K. Hulet, J.F. Wild, R.J. Dougan, A.D. Dougan, H. Gäggelcr,

43. M. Schädel, K.J. Moody, K.E. Gregorich, and G.T. Seaborg, Search for superheavy elements using the 48Ca + 254Ess reaction, Physical Review С 32, 1760-1763 (1985).

44. P. Armbruster, Y.K. Agarwal, W. Brüchle, M. Brügger, J.P. Dufour, H. Gäggeler,

45. F.P. Hessberger, S. Hofmann, P. Lemmertz, G. Münzenberg, К. Poppensieker, W. Reisdorf, M. Schädel, К.-Н. Schmidt, J.H.R. Schneider, W.F.W. Schneider, K. Sümmerer, D. Vermeulen, G. Wirth, A. Ghiorso, K.E. Gregorich, D. Lee, M. Leino, K.J. Moody,

46. Gottfried Münzenberg, Recent advantages in the discovery of transuranium elements, Reportson Progress in Physics 51, 57-104 (1988).

47. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, and K.J. Moody, Synthesis of 292116 in the* 248Cm+48Ca

48. Reaction, Ядерная физика 64, 1427-1433 (2001).

49. Yu.Ts. Oganessian, A.G. Demin, A.S. Iljinov, S.P. Tretyakova, A.A. Pleve,

50. Yu.E. Penionzhkevich, M.P. Ivanov, and Yu.P. Tretyakov, Experiments on the synthesis of neutron-deficient kurchatovium isotopes in reaction induced by 50Ti ions, Nuclear Physics A 239, 157-171 (1975).

51. S. Hofmann, New elements approaching Z=114, Reports on Progress in Physics 61; 639-6891998).

52. S. Hofmann and G. Miinzenberg, The discovery of the heaviest elements, Reviews of Modern

53. Physics 72, 733-767 (2000).

54. Yu.Ts. Oganessian M. Hossonnois, A.G. Demin, Yu.P. Kharitonov, H. Bruchertseifer,

55. Constantinescu, Yu.S. Korotkin, S.P. Tretyakova, V.K. Utyonkov, I.Y. Shirokovsky, and J. Estevez, Experimental Studies of the Formation and Radioactive Decay of Isotopes with Z=104-109, Radiochimica Acta 37, 113-120 (1984).

56. S. Cwiok, V.V. Pashkevich, J. Dudek, and W. Nazarewicz, Fission barriers of transfermiumelements, Nuclear Physics A 410, 254-270 (1983).

57. Zygmunt-Patyk, Janusz Skalski, and Adam Sobiczewski, Potential energy and spontaneousfission half-lives for heavy and superheavy nuclei, Nuclear Physics A 502, 591c-600c (1989).

58. ZygmuntPatyk and Adam Sobiczewski, Ground-state properties of the heaviest nuclei analysedin a multidimentional deformation space, Nuclear Physics A 533, 132-152 (1991).

59. Adam Sobiczewski, Robert Smolariczuk, and Janusz Skalski, Properties and decay of actinideand transactinide nuclei, Journal of Alloys and Compounds 213/214, 38-42 (1994).

60. P. Moller, J.R. Nix, and A. Sobiczewski, Calculated fission properties of the heaviest elements,

61. Nuclear Physics A 469,1-50 (1987); A 492, 349-387 (1989).

62. Peter Moller and J. Rayford Nix, Stability and Decay of Nucley at' the End of the Periodic

63. System, Nuclear Physics A 549, 84-102 (1992).

64. A.G. Demin, S.P. Tretyakova, V.K. Utyonkov, and I.Y. Shirokovski, On the Properties of the

65. Element 106 Isotopes Produced in the Reactions Pb+54Cr, Zeitschrift fur Physik A 315, 197-200(1984).

66. G. Miinzenberg, S. Hofmann, H. Folger, F.P. Hepberger, J. Keller, K. Poppensieker, B. Quint,

67. W. Reisdorf, K.-H. Schmidt, H.J. Schott, P. Armbruster, M. Leino, and R. Hingmann, The Isotopes 2591 06,2601 06, and 261106, Zeitschrift fur Physik A 322, 227-235 (1985).

68. Yu.A. Lazarev, Yu.V. Lobanov, Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, F.Sh. Abdullin,

69. G.V. Buklanov, B.N. Gikal, S. Iliev, A.N. Mezentsev, A.N. Polyakov, I.M. Sedykh,

70. V. Shirokovsky, V.G. Subbotin, A.M. Sukhov, Yu.S. Tsyganov, V.E. Zhuchko, R.W. Lougheed, K.J.Moody, J.F. Wild, E.K. Hulet, and J.H. MacQuaid, Discovery of

71. Enhanced Nuclear Stability near the Deformed Shells N=162 and Z= 108, Physical Review Letters 73, 624-627 (1994).

72. A. Türler, R. Dressler, B. Eichler, H.W. Gäggeler, D.T. Jost, M. Schädel, W. Brüchle,

73. K.E. Gregorich, N. Trautmann, S. Taut, Decay properties of 265Sg (Z=106) and 266Sg (Z=106), Physical Review C 57,1648-1655 (1998).

74. A. Tiirler, Heavy-element chemistry — Status and perspectives, The European Physical Journal1. A 15, 271-274 (2002).

75. Ch.E. Diillmann, W. Brüchle, R. Dressler, K. Eberhardt, B. Eichler, R. Eichler, H.W. Gäggeler,

76. T.N. Ginter, F.Glaus, K.E. Gregorich, D.C.Hoffman, E.Jäger, D.T.Jost, U.W. Kirbach,

77. D.M. Lee, H. Nitsche, J.B. Patin, V. Pershina, D. Piguet, Z. Qin, M. Schädel, B. Schausten,

78. E. Schimpf, H.-J. Schott, S. Soverna, R. Sudowe, P. Thörle, S.N. Timokhin, N. Trautmann, A. Türler, A. Vahle, G. Wirth, A.B. Yakushev, and P.M. Zielinski, Chemical investigation of hassium (element 108), Nature 418, 859-862 (2002).

79. A. Türler, Ch.E. Düllmann, H.W. Gäggeler, U.W. Kirbach, A.B. Yakushev, M.Schädel,

80. J. Dvorak, W. Brüchle, M. Chelnokov, R. Dressier, Ch.E. Düllmann, K. Eberhardt,

81. S. Hofmann F.P. Heßberger, D. Ackermann, S. Antalic, P. Cagarda, S. Cwiok, B. Kindler,

82. J. Kojouharova, B. Lommel, R. Mann, G. Münzenberg, A.G. Popeko, S. Saro, H.J. Schott, andl^-lrt a/»*

83. A.V. Yeremin, The new isotope 110 and its decay products Hs and Sg, The European Physical Journal A10, 5-10 (2001).

84. S. Hofinann F.P. Heßberger, V. Ninov, P. Armbruster, G. Münzenberg, C. Stodel, A.G. Popeko,

85. A.V. Yeremin, S. Saro, M. Leino, Excitation function for the production of 265108 and 2661 09, Zeitschrift fur Physik A 358, 277-278 (1997).

86. S. Hofinann F.P. Heßberger, D. Ackermann, G. Münzenberg, S. Antalic, P. Cagarda,

87. B. Kindler, J. Kojouharova, M. Leino, B. Lommel, R. Mann, A.G. Popeko, S. Reshitko,

88. S. Saro, J. Uusitalo, and A.V. Yeremin, New results on elements 111 and 112, The European Physical Journal A14,147-157 (2002).

89. K. Morita, K. Moritomo, -D. Kaji, H. Haba, E. Ideguchi, J.C. Peter, R. Kanungo, K. Katori,

90. C.M. Folden III, K.E. Gregorich, Ch.E. Düllmann, H. Mahmud, G.K. Pang, J.M. Schwantes,

91. R. Sudowe, P.M. Zielinski, H. Nitsche, and D.C. Hoffman, Development of an Odd-Z-Projectile Reaction for Heavy Element Synthesis: 208Pb(64Ni,«)271Ds and 208Pb(65Cu,«)272lll, Physical Review Letters 93, 212702-1-212702-4 (2004).

92. Kosuke Morita, Kouji Moritomo, Daiya Kaji, Takahiro Akiyama, Sin-ichi Goto, Hiromitsu

93. Yu.A. Lazarev, Yu.V. Lobanov, Yu.Ts. Oganessian, Yu.S. Tsyganov, V.K. Utyonkov,

94. P.A. Wilk, K.E. Gregorich, A. Türler, C.A. Laue, R. Eichler, V. Ninov, J.L. Adams,

95. U.W. Kirbach, M.R. Lane, D.M. Lee, J.B. Patin, D.A. Shaughnessy, D.A. Stellis, H. Nitsche, and D.C. Hoffman, Evidence for New Isotopes of Element 107: 266Bh and 267Bh, Physical Review Letters 85, 2697-2700 (2000).

96. R. Eichler, W. Brüchle, R. Dressier, Ch.E. Düllmann, B. Eichler, H.W. Gäggeler,

97. K.E. Gregorich, D.C. Hoffman, S. Hübener, D.T. Jost, U.W. Kirbach, C.A. Laue, V.M. Lavanchy, H. Nitsche, . J.B. Patin, D. Piguet, M. Schädel, D.A. Shaughnessy, D.A. Stellis, S. Taut, L.Tobler, Y.S. Tsyganov, A. Türler, A.Vahle, P.A. Wilk, and

98. A.B. Yakushev, Chemical characterization of bohrium (element 107), Nature 407, 63-65 (2000).

99. M.G. Itkis, Yu.Ts. Oganessian, A.A. Bogatchev, I.M. Itkis, M. Jandel, J.Kliman,

100. G.N. Kniajeva, N.A. Kondratiev, I.V. Korzyukov, E.M. Kozulin, L. Krupa, I.V. Pokrovski, V.A. Ponomarenko, E.V. Prokhorova, A.Ya. Rusanov, V.M. Voskresenski, F. Hanappe,

101. M.G. Itkis, A.A. Bogatchev, I.M. Itkis, M. Jandel, J. Kliman, G.N. Kniajeva, N.A. Kondratiev,

102. V.l. Zagrebaev, M.G. Itkis, and Yu.Ts. Oganessian, Fusion-Fission Dynamics and Perspectivesof Future Experiments, Physics of Atomic Nuclei 66, 1033-1041 (2003).

103. V.l. Zagrebaev, Fusion-Fission Dynamics of Super-Heavy Element Formation and Decay, in

104. Proceedings of the Tours Symposium on Nuclear Physics V, Tours, France, 2003 (American Institute of Physics, New York, 2004), pp. 31-40.

105. V.l. Zagrebaev, Fusion-fission dynamics of super-heavy element formation and decay, Nuclear

106. Physics A 734, 164-167 (2004).

107. Yu.A. Lazarev, Yu.V. Lobanov, Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, F.Sh. Abdullin,

108. K.E. Gregorich, T.N. Ginter, W. Loveland, D. Peterson, J.B. Patin, C.M. Folden III,

109. D.C. Hoffinan, D.M. Lee, H. Nitsche, J.P. Omtvedt, L.A. Omtvedt, L. Stavsetra, R. Sudowe, P.A. Wilk, P.M. Zielinski, and K. Aleklett, Cross-section limits for the 208Pb(86Kr,«)293118 reaction, The European Physical Journal A 18, 633-638 (2003).

110. Robert Smolanczuk, Properties of the hypothetical spherical superheavy nuclei, Physical

111. Review C 56, 812-824 (1997).

112. P. Möller, J.R. Nix, W.D. Myers, and W.J. Swiatecki, Nuclear ground-state masses anddeformations, Atomic Data and Nuclear Data Tables 59, 185-381 (1995).

113. P. Möller, J.R. Nix, and K.-L. Kratz, Nuclear properties for astrophysical and radioactive-ionbeam applications, Atomic Data and Nuclear Data Tables 66, 131-343 (1997).

114. E.K. Hyde, I. Perlman, and G.T. Seaborg, The Nuclear Properties of the Heavy Elements,

115. Detailed Radioactive Properties, (Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1964).

116. P.F. Dittner, C.E. Bemis, Jr, D.C. Hensley, R.J. Silva, and C.D. Goodman, Identification of the

117. Atomic Number of Nobelium by an X-Ray Technique, Physical Review Letters 26, 1037-1040 (1971).

118. C.E. Bemis, Jr., R.J. Silva, D.C. Hensley, O.L. Keller, Jr., J.R. Tarrant, L.D. Hunt, P.F. Dittner,

119. R.L. Hahn, and C.D. Goodman, X-Ray Identification of Element 104, Physical Review Letters 31,647-650(1973).

120. C.E. Bemis, Jr., P.F. Dittner, R.J. Silva, R.L. Hahn, J.R. Tarrant, L.D. Hunt, and D.C. Hensley,

121. Production, L x-ray identification,' and decay of the nuclide 2601 05, Physical Review C 16, 1146-1158 (1977).

122. Yu.Ts. Oganessian, V.A. Shchepunov, S.N. Dmitriev, M.G. Itkis, G.G. Gulbekyan,

123. A.G. Semchenkov, D.N. Rassadov, V.V. Bekhterev, V.A. Bystrov, A.Yu. Chizov,

124. R.C. Barber, N.N. Greenwood, A.Z. Hrynkiewicz, Y.P. Jeannin, M. Lefort, M. Sakai, I. Ulehla,

125. A.H. Wapstra, and D.H. Wilkinson, Discovery of the Transfermium Elements, Progress in Particle and Nuclear Physics 29, 453-530 (1992).

126. A. Sobiczewski, I. Muntian, and Z. Patyk, Problems of "deformed" superheavy nuclei; Physical

127. Review C 63, 034306-1-034306-12 (2001).

128. Yoneda, and'.Atsushi Yoshida, Experiment on Synthesis of an Isotope 112 by " Pb+ Zn-Reaction, Journal of the Physical Society of Japan, 76, 043201-1-043201-5 (2007).

129. S. Cwiok, J. Dobaczewski, P.-H. Heenen, P. Magierski, and'W. Nazarewicz, Shell structure ofthe superheavy elements, Nuclear Physics A 611, 211-246 (1996).

130. M. Bender, K. Rutz, P.-G. Reinhard, J.A. Maruhn, and, W. Greiner, Shell structure ofsuperheavy nuclei in self-consistent mean-field models, Physical Review C 60; 034304-1034304-20 (1999).

131. A.T. Kruppa, M. Bender, W. Nazarewicz, P.-G. Reinhard, T. Vertse, and' S. Cwiok, Shellcorrections of superheavy nuclei' in self-consistent calculations, Physical Review C 61; 034313-1-034313-13 (2000).

132. M. Bender, W. Nazarewicz, P.-G. Reinhard, Shell stabilization of super- and hyperheavy nucleiwithout magic gaps, Physics Letters B 515,42-48 (2001).

133. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

134. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh.- Abdullin, A.N. Polyakov,

135. V. Shirokovsky, Yu.S. Tsyganov, G.G. Gulbekian, S.L. Bogomolov, B.N. Gikal, A.N. Mezentsev, S. Iliev, V.G. Subbotin, A.M: Sukhov, O.V. Ivanov, G.V. Buklanov, K. Subotic, M.G. Itkis, K.J. Moody, J.F. Wild, N.J. Stoyer, M.A. Stoyer, R.W. Lougheed,707

136. C.A. Laue, Ye.A. Karelin, A.N. Tatarinov, Observation of the decay of 116, Physical Review C 63, 011301-1-011301-2 (R) (2001).

137. Yu.Ts. Oganessian, M.G. Itkis, V.K. Utyonkov, Fusion-fission reactions of heaviest nuclei:

138. Synthesis of superheavy elements with Z=114 and 116, In Proceedings of the International Workshop on Atomic Clusters and Nuclei, Luso, Portugal, 15-19 May 2000, edited by Joäo da

139. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

140. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

141. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

142. Yu.Ts. Oganessian, V.K. Utyonkov, Yu.V. Lobanov, F.Sh. Abdullin, A.N. Polyakov,

143. V. Shirokovsky, Yu.S. Tsyganov, G.G. Gulbekian, S.L. Bogomolov, B.N. Gikal,

144. Muntian, Z. Patyk, and A. Sobiczewski, Calculated Masses of Heaviest Nuclei, Physics of Atomic Nuclei 66, 1015-1019 (2003).

145. Muntian, S. Hofmann, Z. Patyk, and A. Sobiczewski, Properties of Heaviest Nuclei, Acta Physica Polonica B 34, 2073-2082 (2003).

146. S. Goriely, M. Samyn,P.-H. Heenen, J.M. Pearson, and F. Tondeur, Hartree-Fock massformulas and extrapolations to new mass data, Physical Review C 66, 024326-1-024326-9 (2002).

147. Zhongzhou Ren, Ding-Han Chen, Fei Tai, H.Y. Zhang, and W.Q. Shen, Ground state propertiesof odd-Z superheavy nuclei, Physical Review C 67, 064302-1-064302-12 (2003).

148. L.C. Northcliffe and R.F. Schilling, Range and Stopping-Power for Heavy Ions, Nuclear Data Tables A 7, 233-463 (1970).

149. N. Bohr, Scattering and Stopping of Fission Fragments, Physical Review 58, 654-655 (1940).

150. N.Bohr, Velocity-Range Relation for Fission Fragments, Physical Review 59, 270-275 (1941).

151. F. Hubert, R. Bimbot, and H. Gauvin, Range and Stopping-Power Tables for 2.5500 MeV/Nucleon Heavy Ions in Solids, Atomic Data and Nuclear Data Tables 46, 1-213 (1990).

152. V.G. Subbotin, S. Iliev, A.M. Sukhov, Yu.S. Tsyganov, A.N. Polyakov, V.l. Tomin, and A.A. Voinov, The Detection System of the Dubna Gas-filled Recoil Separator, Acta Physica PolonicaB 34, 2159-2162 (2003)

153. Yu.S. Tsyganov, V.G. Subbotin, A.N. Polyakov, S. Iliev, A.M. Sukhov, A.A. Voinov, and V.l. Tomin, Detection system for heavy element research: present status, Nuclear Instrumemts and Methods in Physics Research A 525,213-216 (2004).

154. K.-H. Schmidt, C.-C. Sahm, K. Pielenz, and H.-G. Clerc, Some Remarks on the Error Analysis in the Case of Poor Statistics, Zeitschrift für Physik A 316, 19-26 (1984).

155. V.B. Zlokazov, Statistical analysis of rare events — synthesis of the element 114, The European Physical Journal A 8, 81-86 (2000).

156. N.J. Stoyer, M.A. Stoyer, J.F. Wild, K.J.Moody, R.W. Lougheed, Yu.Ts. Oganessian, and V.K. Utyonkov, Random probability analysis of heavy-element data, Nuclear Instrumemts and Methods in Physics Research A 455, 433-441 (2000).

157. G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault, The AME2003 atomic mass evaluation (II), Tables, graphs and references, Nuclear Physics A 729, 337-676 (2003).

158. W.D. Myers and W.J. Swiatecki, Nuclear properties according to the Thomas-Fermi model, Nuclear Physics A 601,141-167 (1996).

159. Table of Isotopes 8th ed., edited by R.B. Firestone and V.S. Shirley (Wiley, New York, 1996).119: Evaluated "Nuclear Structure Data File (ENSDF), Experimental Unevaluated Nuclear Data List

160. XUNDL). http://www.nndc.bnl.gov/ensdf.

161. V.B. Zlokazov, Program for. Constructing the Estimates of the Parameter of the-Exponential Distribution under Conditions of Poor Statistics, Nuclear Instruments and Methods 151, 303306 (1978).

162. N.J. Stoyer, J.H. Landrum, P.A. Wilk, K.J.Moody, J.M. Kenneally, D.A. Shaughnessy, M.A. Stoyer, J.F. Wild, R.W. Lougheed, S.N. Dmitriev, Yu.Ts. Oganessian, S.V. Shishkin, N.V. Aksenov, E.E. Tereshatov, G.A. Bozhikov, G.K. Vostokin, V.K. Utyonkov,

163. A.A. Yeremin, Chemical Identification of a Long-Lived Isotope of Dubnium, a Descendant of Element 115, Nuclear Physics A 787, 388c-395c (2007).

164. D.C. Hoffman and M.R. Lane, Spontaneous Fission, Radiochimica Acta 70/71, 135-145 (1995); D.C. Hoffman, Spontaneous Fission, Journal of Alloys and Compounds 213/214, 6773 (1994).

165. Darleane C. Hoffman and L. Patrick Somerville, Spontaneous Fission, in Particle Emission from Nuclei, Vol III, Fission and Beta-Delayed Decay Modes, Eds. Dorin N. Poenaru and Marin S. Ьщси, CRC Press, Inc., 1989, pp. 1-40.

166. V.E. Viola, Jr. and G.T. Seaborg, Nuclear systematics of the heavy elements II. Lifetimes for alpha, beta and spontaneous fission decay, Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 28, 741-761 (1966).

167. H. Koura, Alpha-decay Half-lives and Fission Barriers for Superheavy Nuclei Predicted by a Nuclear Mass Formula, Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 3, 201-203 (2002).

168. Tiekuang Dong and Zhongzhou Ren, New calculations of a-decay half-lives by the Viola-Seaborg formula, The European Physical Journal A 26, 69-72 (2005).

169. A. Parkhomenko and A. Sobiczewski, Phenomenological formula for a-decay half-lives of heaviest nuclei, Acta Physica Polonica В 36, 3095-3108 (2005).

170. S. Hofinann, D. Ackermann, S, Antalic, H.G. Burkhard, " R. Dressier, F.P. Hepberger,

171. H. Koura, M. Uno, T. Tachibana, and M. Yamada, Table of Atomic Masses and Related Quantities Calculated by the Mass Formula of Koura, Uno, Tachibana, and Yamada, The Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN), RIKEN-AF-NP-394, 1-148 (2001).

172. L.S. Geng, H. Toki, and J. Meng, a-decay chains of ^ 115 and f" 115 in the relativistic meanfield theory, Physical Review C 68, 061303-1-061303-5(R) (2003).

173. Hongfei Zhang, Junqing Li, Wei Zuo, Zhongyu Ma, Baoqiu Chen, and Soojae Im, Properties of the superheavy element 287115 and its a-decay time, Physical Review C 71, 054312-1054312-5 (2005).

174. M.M. Sharma, A.R. Farhan, G. Münzenberg, a-decay properties of superheavy elements Z=113-125 in the relativistic mean-field theory with vector self-coupling of co meson; Physical Review C 71, 054310-1-054310-12 (2005).

175. Sankha Das and G. Gangopadhyay, Relativistic mean field study of the newly discovered a-decay chain of287115, Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 30, 957-962 (2004).

176. Y.K. Gambhir, A. Bhagwat, and M.Gupta, Microscopic description of superheavy nuclei, Annals of Physics 320, 429-452 (2005); a-decay half-lives of the observed superheavy nuclei (Z=108-118), Physical Review C 71, 037301-1-037301-4 (2005).

177. J.F. Wild, J. van Aarle, W. Westmeier, R.W. Lougheed, E.K. Hulet, K.J. Moody, R.J. Dougan, E.-A. Koop, R.E. Glaser, R. Brandt, and P. Patzelt, Prompt neutron emission from the spontaneous fission of 260Md, Physical Review C 41, 640-646 (1990).

178. E.K. Hulet, J.F. Wild, R.J. Dougan, R.W. Lougheed, J.H. Landrum, A.D. Dougan, P.A. Baisden, C.M. Henderson, R.J. Dupzyk, R.L. Hahn, M. Schädel, K. Sümmerer, and

179. Y.E. Viola. Jr., Correlation of Fission Fragment Kinetic Energy Data, Nuclear Data Tables A 1, 391-410 (1966).

180. W. Paulus, J.V. Kratz, E. Strub, S. Zauner, W. Brüchle, V. Pershina, M. Schädel,

181. B. Schausten, J.L. Adams, K.E. Gregorich, D.C. Hoffman, M.R. Lane, C. Laue, D.M. Lee,

182. H.W. Gäggeler, A. Türler, Gas-Phase Chemistry, In: The Chemistry of Superheavy Elements, Ed. M. Schädel, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2003, 237-289; J.V. Kratz, LiquidPhase Chemistry, ibid. 159-203.

183. M. Schädel, The Chemistry of Transactinide Elements Experimental Achievements and Perspectives Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences 3,113-120 (2002).

184. J.V. Kratz, Critical evaluation of the chemical properties of the transactinide elements (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry 75, 103-138 (2003).