年末に飛び込んだ良い報せ！日本が産んだ113番元素の話

燃えるゴミ @yamada_lovelove

@gensogaku これからの新元素の合成にはずっとビスマス使うって事ですか？

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

いや、それがむしろ逆で、113番以降は冷たい核融合では合成できない公算が強いらしいね。冷たい方法で114だと83+31になるわけだけど、二つの原子番号の差が53から52に減ったことで確率がぐぐっと下がっちゃうらしい。 twitter.com/yamada_lovelov…

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

実際、114番フレロビウム(Fl)の合成は熱いよね。 Pu+Ca→Fl

ももさんでした @momo_shironeko

@gensogaku 冷たい核融合だと中性子が少ない核種になりやすいのが問題なんですよね。フレロビウムで使われたカルシウムは、中性子がかなり豊富で安定(二重魔法核)なカルシウム48が使われているのが特徴ですね。

はふ @hafucco

合成後の原子核の安定性と合成前の原子核の安定性とは相間があるのかしら? 単純には出来た原子核の陽子数と中性子数とで決まる気がするけど……。 QT @gensogaku <略>合成に成功しても生じた新元素も不安定になってうまく合成できないことがあるの。<略>

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

@hafucco 参考文献の受け売りだけれど、熱い核融合では乗り越えなくては成らないクーロン障壁が大きいため入射する核に高エネルギーを与える必要があって、それによって生成核に大きなエネルギーが残存して不安定になる、みたいね。

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

@hafucco もうひとつ触れなかったけれど、Biがダブルマジック核種の近傍であることで、特に冷たい核融合は吸熱反応になって生成核の残存熱が小さくなり、より生成核が安定になる、という要因もあるみたいです。

はふ @hafucco

@gensogaku 熱い / 冷いの相違として、放射性原子核であるか否かというだけでは語りきれない違いがありそうですね。 了解です。

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

@hafucco 私も不勉強でしっかりした解説ができませんが、いくつか資料を読む限りでは、なにかをはしょられている感じがありますし、そうだと思います。

はふ @hafucco

@gensogaku U-238 を使わなかったのは何故か? とも質問しようと思ってましたが、Bi の極端な安定性も重要な要素だった訳ですね。 ありがとうございます。 113 番は極端な不安定性が予想されてましたから、あらゆる安定化の方策を取った結果なのですね。

🦆 @Ryon_Q

@gensogaku ３つの元素をぶつけるなどという合成法はあるのでしょうか？

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

ふふ、だよね、それ思うよね。 思うんだけど、三次元の空間内で三つの核が同時にぶつかる確率はおっそろしく小さくなるから、現実的な手法にはならないんだよね。逐次ぶつける手法は、一発目の衝突で出来る元素を最初から使う方法と代わらないから二核の衝突と同じ考え方になる。

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

いま「三つの核が衝突する確率」という話をしたけれど、もちろん「二つの核が衝突する確率」だってものすごい低い。30+83=113という作戦が立っても、それだけでは原子核の合成は上手くいかない。

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

まず、+の電荷を持つ原子核同士を衝突させようって言うんだから、+と+の斥力に打ち勝つ程度の速度が原子核には必要になる。あっ、ちなみに、ZnとBiをぶつけると言っても両方動かすと衝突の確率がすっごい減るから、ある程度固定したBiにZnをぶつけるって方法を取るね。

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

いや、だからさあ、おかげさまで1000RTをいただいたこの画像はぶっちゃけ正しくないんだよね。直角にぶつける必要も両方動かす必要もない。 pic.twitter.com/nM8A3XCCGi

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元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

こっちのほうがかなりただしい pic.twitter.com/QAcNAXJRVR

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Y​S​R @YSRKEN

@gensogaku 母性を感じる(錯乱)

とくやま @dosei23

@gensogaku 質問です！「Biを固定する」とありますが、どうやって固定するんですか？まさかピンセットみたいなので掴むなんて方法では無いですよね？

元素学たん@イヤリング販売中 @gensogaku

基本的には単純に、Znの通路上にBiを置いておく……わけだけど、これはどういう風に「置いておく」んだろう。まあでも正直、完全に静止させる必要はないんだよね。