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フレロビウム
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フレロビウム, by Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki?curid=3... / CC BY SA 3.0 • フレロビウム • フレロビウム(Flerovium)は、元素記号Fl、原子番号114の合成元素である。放射性が非常に強い。1998年にこの元素が発見された、ロシア連邦のドゥブナにあるドゥブナ合同原子核研究所(JINR)のフリョロフ原子核反応研究所に因んで正式に命名された。さらにこの研究所名は、ロシアの物理学者ゲオルギー・フリョロフに因んでいる。命名は、2012年5月30日に国際純正・応用化学連合(IUPAC)によって承認された。 • 周期表上ではPブロック元素の超アクチノイド元素である。かつ第7周期元素であり、最も重い第14族元素である。さらに化学的性質が調べられた最も重い元素である。最初の化学研究は、2007年から2008年に行われ、第14族元素としては意外なことに揮発性を示した。さらに予備的な結果の段階では、希ガスに似た性質さえ見られた。より最近の研究では、フレロビウムと金の反応はコペルニシウムと金の反応と似ており、標準状態で気体にもなりうるほど揮発性が非常に高い。同時に金属の性質も示し、第14族で最も反応性の低い金属族となっている。フレロビウムが金属と希ガスのどちらの性質を示しやすいかは、2017年現在分かっていない。 • これまでに約90個のフレロビウム原子が観測されたが、そのうち58個が直接合成されたもので、残りはより重い元素が放射性崩壊した結果である。これらは全て、質量数284から290の間の範囲にあった。最も安定な同位体Flの半減期は約2.6秒であるが、中性子が1つ多い未確認の同位体Flがより長い19秒の半減期を持つ可能性がある。これは、このような周期表末端の元素では最も長い半減期である。フレロビウムは、安定の島の中心近くにあると予測されており、より重いフレロビウム同位体、特に魔法数の2倍に当たるFlは長い半減期を持つと予測される。 • 1940年代末から1960年代初頭まで、超ウラン元素の合成が始まった頃に、これらの重い元素は天然には生成せず、自発的核分裂までの半減期が徐々に短くなり、108番元素（ハッシウム）の辺りで行き止まると予測されていた。初期のアクチノイドの合成の研究もこの説を支持しているように見えた。1960年代に導入された殻模型は、原子の中で電子が電子殻を形成するのと同様に、原子核の中で陽子と中性子が殻を形成するというものである。希ガスは、電子殻が詰まっているために不活性である。 • 原子核の殻が詰まった原子は、陽子か中性子が「魔法数」を持つと言われ、放射性崩壊に対して安定である。陽子と中性子が両方とも魔法数の二重魔法同位体は特に安定である。鉛208の次は、114個の陽子と184個の中性子を持つFlと計算され、いわゆる「安定の島」の中心を形成する。この安定の島はコペルニシウム（112番）からオガネソン（118番）まで広がると考えられており、メンデレビウム（101番）からレントゲニウム（111番）までの長い「不安定の海」の後に来る。1966年にフレロビウム同位体の半減期は1億年を超えると推定された。最初のフレロビウム同位体が合成されたのは、それから30年後だった。その後の研究では、ハッシウムとフレロビウムの周りの局所的な安定の島は、それぞれ原子核が変形、扁平になり、自発的核分裂への抵抗性を持つためで、球形原子核の真の安定の島は、ウンビビウム306（陽子122個と中性子184個）であることが示された。 • フレロビウムは1998年12月に、ユーリイ・オガネシアンが率いるドゥブナ合同原子核研究所のチームにより、加速したCaの原子核をPuターゲットに衝突させることで初めて合成された。 • この反応は以前にも試みられたが成功しなかった。1998年に行ったときには、生成原子を分離、検出する精度を上げた他、より強くターゲットに衝突させられるようにした。30.4秒の寿命でアルファ崩壊する1原子のフレロビウムが検出された。崩壊エネルギーは9.71 MeVと計測され、半減期の予測値は2-23秒であった。この同位体はFlと同定され、1999年1月に公表された。この実験は後に繰り返されたが、この崩壊特性を持つ同位体はその後発見されず、正確な正体は分かっていない。これは準安定同位体Flだった可能性があるが、その崩壊鎖の中により寿命の長い同位体が全て含まれるというのは疑わしいため、この崩壊鎖は2n過程でFlを生じ、さらに電子捕獲でNhになったものと比定されている。これはフレロビウム同位体の体系や傾向とよく合致し、またこの実験のために選ばれた低いビームエネルギーとも一致するが、さらなる検証のために、Flにアルファ崩壊するLvをCm(Ca,2n)の反応により合成することが望まれている。 • 理化学研究所のチームは2016年に248Cm(48Ca,2n)反応によるLvとFlの合成を報告したが、Lvのアルファ崩壊は見られず、またFlは電子捕獲してNhになるのではなく、アルファ崩壊してCnになるのが観測された。これはLvではなくLvと比定されたが、Cnへの崩壊ははっきりしなかった。 • このような超重元素の合成の研究を行ってきたローレンス・バークレー国立研究所のグレン・シーボーグは、1997年12月に「私の最長の、最後に残った、最も大事な夢は、このような魔法の元素を見ることだ」と語った。これが1999年に公表されるとすぐに、彼は同僚のアルバート・ギオーソにフレロビウムの合成について告げられた。ギオーソは後に回想して、「私は彼に知ってほしかったので、ベッド脇に行って彼に告げた。私は彼の顔に光るものを見たと思うが、翌日、彼の元を再び訪れると彼は私と会ったことを覚えていなかった。科学者としては、彼はその衝撃で死んだのだと思う」と語った。 • シーボーグはその1か月後の1999年2月25日に死去した。 • 1999年3月、同じチームがフレロビウムの他の同位体を作るため、Puの代わりにPuをターゲットに用いて実験を行った。この時は2原子のフレロビウムが生成し、半減期5.5秒でアルファ崩壊した。これらはFlと比定されたが、この反応は再び起こらず、どの核ができたかは明らかになっていない。準安定同位体のFlか電子捕獲でNhとなり、Rgに崩壊したと考えられている。現在確認されているフレロビウムの発見は、1999年6月にドゥブナのチームが1998年の最初の反応を繰り返した時になされた。この時は1998年の結果とは異なり、2原子のフレロビウムが生成され、2.6秒の半減期でアルファ崩壊した。当初は、恐らくFl由来と思われる前の反応と混同されてFlと誤って同定されたが、2002年12月の追加の研究で、1999年6月の原子がFlであったと再同定された。 • 2009年5月、IUPACの共同作業部会はコペルニシウムの発見に関する報告を出版し、その中でCnの発見を承認した。これは、Cnに崩壊したFlとLvの合成データの承認を意味し、フレロビウムの発見を示唆した。FlとFlの八卦なｈ、2009年1月にバークレーで確認されていた。その後、同年7月にドイツの重イオン研究所でFlとFlが確認された。2011年、IUPACは1999年から2007年に行われたドゥブナのチームの実験を評価した。初期のデータは決定的ではないとされたが、2004年から2007年の結果はフレロビウムと認定され、この元素は公式に発見されたと認定された。 • フレロビウムとリバモリウムの娘核の化学的な特性の測定には成功し、陽子も中性子も偶数個の単純な構造を持つオガネソンの確認は直接行うことができたが、陽子か中性子が奇数個である同位体の崩壊鎖の同定には困難を伴った。 • 高温核融合でのこの問題に打ち勝つため、常温核融合のように既知の核に続くのではなく、自発的核分裂で終了する崩壊鎖の実験が2015年にドゥブナで行われ、CaとPuやPuの反応で、Fl、Fl、Flの軽い同位体が合成された。Flは、2010年にローレンス・バークレー国立研究所で、Pu(Ca,5n)Flの反応で確認されていた。Flは直ちに自発的核分裂してしまい、またFlは発見されなかったのに対して、Flは明確に性質が測定された。最も軽い同位体は、もしかするとPb(G...
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