Ionization potential measurements of the heaviest actinides

重アクチノイドの第一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(IP)は、原子の価電子軌道に関する情報を与える。99番元素アインスタイニウムよりも重いアクチノイドのIPは、一度に一つの原子しか扱うことのできない実験の難しさから、これまでに実験的に測定された例はなかった。最近、我々は表面電離法を応用した新しい測定手法により、103番元素ローレンシウム(Lr)のIP測定に成功し、Lrが弱く束縛された最外殻電子をもつことを示唆する結果を得た。一方、Lrとは対象的に、102番元素ノーベリウムは充填された5f軌道および7s軌道をもつために、アクチノイド中最高のIPをもつと考えられている。今回、Noおよび100番元素フェルミウム、101番元素メンデレビウムのIPを決定したところ、5f軌道への電子の充填に伴ってIPが単調に増加することを確かめることができた。

The first ionization potential (IP) yields information on valence electronic structure of an atom. IP values of heavy actinides beyond einsteinium (Es, Z = 99), however, have not been determined experimentally so far due to the difficulty in obtaining these elements on scales of more than one atom at a time. Recently, we successfully measured IP of lawrencium (Lr, Z = 103) using a surface ionization method. In the present study, we have successfully determined IP values of No as well as fermium (Fm, Z = 100) and mendelevium (Md, Z = 101) using the surface ionization method. The obtained results indicate that the IP value of heavy actinoids would increase monotonically with filling electrons up in the 5f orbital like heavy lanthanoids.