元素103のローレンシウムの最初のイオン化電位を測定した

科学分野:

• 原子・分子物理学 原子・分子物理学
• 量子化学とは,量子化学である.
• 核化学 核化学とは

背景:

• 相対論的効果は,重元素の電子構造と化学的性質を,特に第7列とアクティニドの電子構造と化学的性質を大幅に変化させます.
• 重い元素の基底状態の電子構成は,これらの相対論的影響により,より軽い同類型から逸脱することがあります.
• 最初のイオン化ポテンシャル (IP1) は,バレンスの電子の結合エネルギーと相対性安定化の程度に関する重要なデータを提供します.

研究 の 目的:

• 最も重いアクチニドであるローレンシウム (原子番号103) の最初のイオン化電位 (IP1) を実験的に決定する.
• 重元素の性質の理論的相対論的計算のための正確な実験的基準を提供するために.
• 超重元素の原子一次IP1測定のための方法論を確立する.

主な方法:

• 効率的な表面イオン源を放射性同位体検出システムと質量分離器と組み合わせて利用しました.
• イソトープ (256) Lr を用いてローレンチウムのIP1を測定した. このイソトープの半減期は27秒である.
• ローレンシウムのIP1を予測するための最先端の相対論的計算を行いました.

主要な成果:

• ローレンチウム (Lr) の実験的に決定されたIP1は4.96(+0.08)(-0.07) 電子ボルトである.
• 測定されたIP1値は,理論的に予測された4.963~15電子ボルトの値と非常に一致しています.
• この研究では,重アクチニドのIP1を原子単位スケールで測定することが成功しました.

結論:

• ローレンシウムの実験的なIP1は,重元素の電子構造における相対論効果の重要な役割を確認しています.
• この発見は,アクチニドとトランザクチニドの性質を予測する理論モデルにとって重要な基準となる.
• この研究は,超重元素の将来の原子単位でイオン化の潜在的な測定のための道を開く.