広報活動

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2017年3月1日

理化学研究所

116番元素リバモリウム合成の検証に成功

-熱い融合反応による119番以降の新元素探索へ向けて前進-

本研究で観測された<sup>292</sup>Lvおよび<sup>293</sup>Lvの崩壊連鎖の図

図 本研究で観測された292Lvおよび293Lvの崩壊連鎖

現在の元素の周期表には、原子番号1の水素(H)から118のオガネソン(Og)までの元素が書かれています。このうち、原子番号1から92のウラン(U)までの元素(43のテクネチウムTc、61のプロメチウムPm、85のアスタチンAtを除く)は、天然に存在する物質から発見されましたが、それ以外の元素は人工的に合成することにより発見されました。

原子番号104以降の非常に重い元素は「超重元素」と呼ばれます。これまで、理研を中心とした国際共同研究グループは、原子番号108のハッシウム(263,264,265Hs)、110のダームスタチウム(271Ds)、111のレントゲニウム(272Rg)、112のコペルニシウム(277Cn)、113のニホニウム(278Nh)の合成に成功しています。とりわけ、278Nhは日本発・アジア初となる新元素として2016年、国際純正・応用化学連合(IUPAC)により認められました。これら超重元素の合成には、原子番号82の鉛(Pb)や83のビスマス(Bi)を標的にして、重イオン(原子番号26~30)ビームを照射し核融合反応を起こす「冷たい融合反応」が用いられました。

今回、国際共同研究グループは原子番号116のリバモリウム(Lv)を合成するにあたって、原子番号96であるキュリウム(248Cm)を標的にして、20のカルシウム(48Ca)ビームを照射し核融合を起こす「熱い融合反応」を適用しました。熱い融合反応では、複合核から放出される中性子数が3~5個のため、核分裂との競合回数が多くなりますが、中性子過剰な原子核同士の融合によって冷たい融合反応で合成される超重核より、中性子過剰な原子核が合成されるという利点があります。Lvの合成に関しては、2000年にロシア・米国共同研究チームが、2012年にドイツ研究チームが熱い融合反応を用いて成功しています。

上記チームの先行研究を検証した結果、報告例とよく一致するリバモリウム同位体(292Lvと293Lv)を各3個ずつ合成することに成功しました。観測された崩壊連鎖は、図に示すような半減期と崩壊エネルギーを示しました。また、気体充填型反跳分離器「GARIS」の高い分離・収集能力も確認され、先行するロシアの研究に対しても、十分な競争力を持つと期待できます。

理化学研究所
仁科加速器研究センター 超重元素研究グループ 超重元素分析装置開発チーム
仁科センター研究員 加治 大哉 (かじ だいや)
チームリーダー 森本 幸司 (もりもと こうすけ)

仁科加速器研究センター 超重元素研究グループ
グループディレクター 森田 浩介 (もりた こうすけ)

仁科加速器研究センター 応用研究開発室 RI応用チーム
チームリーダー 羽場 宏光 (はば みつひろ)