First ionization energy measurements of heaviest actinides, lawrencium and nobelium
重アクチノイド元素ローレンシウムおよびノーベリウムのイオン化エネルギー測定
佐藤 哲也
Sato, Tetsuya
第一イオン化エネルギー(IE)を実験的に決定することにより、対象の原子の電子構造に関する知見を得られることが期待できる。我々は、表面電離過程におけるイオン化効率()のIE依存性を利用して、102番元素ノーベリウム(No)と103番元素ローレンシウム(Lr)のIEを決定することに成功した。実験には、Cm (C, 4n) Cf (B, 4n)反応によって合成されるNo ( = 24.5 s)およびLr ( = 27 s)を用いた。核反応生成物は、表面電離型イオン源を用いてイオン化し、質量分離後に捕集されたイオンを放射線測定して、を決定する。イオン源温度2800 Kにおいて、NoおよびLrを、それぞれ0.5 0.1%および36 7%の効率でイオン化することに成功した。求めたイオン化効率から得られたNoとLrのIEは、理論的に予想される値と非常によく一致した。
We measured the first ionization energy (IE) of nobelium (No, Z = 102) and lawrencium (Lr, Z =103) by exploiting the dependence of the ionization efficiency () on the IE in a surface ionization process. The isotopes No ( = 24.5s) and Lr ( = 27 s), produced in the reaction Cm (C, 4n) and Cf (B, 4n), respectively, were used for studying their ionization. The reaction products recoiling from the targets were transported to a surface ion-source by a He/CdI gas-jet transport system. The products ionized in the ion-source were mass-separated with JAEA-ISOL. The number of ions collected at the end of the ISOL was determined by -particle measurements and was used to evaluate values. With the present system, we successfully ionized and mass-separated No and Lr with efficiencies of (0.5 0.1)% and (36 7)% at 2800 K, respectively. From these values, IE values of No and Lr were determined based on the relationship between and IE. Our values are in good agreement with the predicted ones by theoretical calculations.