דובניום

דובניום

סיבורגיום - דובניום - רתרפורדיום
Ta Db (Upe)       105 Db                                                                                                                                                                                                                                                                                           הטבלה המחזורית
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	105
סמל כימי	Db
סדרה כימית	מתכות מעבר
מראה
כסוף לבן או אפור (משוער)
קונפיגורציית האקלטרונים של דובניום
תכונות אטומיות
משקל אטומי	262.1141 u
רדיוס אטומי	(משוער) 139 pm
רדיוס קוולנטי	(משוער) 149 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2,8,18,32,32,11,2
תכונות פיזיקליות
צפיפות	(משוער) 21,600 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק (משוער)
שונות
אנרגיית יינון ראשונה	665 kJ/mol
אנרגיית יינון שנייה	(משוער) 1,547 kJ/mol
אנרגיית יינון שלישית	(משוער) 2,378 kJ/mol
אנרגיית יינון רביעית	(משוער) 3,299 kJ/mol
מבנה גבישי	bcc (משוער)
היסטוריה
מגלה	המכון המאוחד למחקר גרעיני המעבדה הלאומית לורנס ברקלי
תאריך גילוי	18 בפברואר 1970

דּוּבְּנִיוּם (באנגלית: Dubnium), הידוע גם בשם האניום (Hahnium), הוא יסוד מלאכותי ממתכות המעבר שסמלו הכימי Db ומספרו האטומי 105. זהו היסוד השני בקבוצת היסודות העל-כבדים וה-13 בסדרת היסודות הטרנס-אורניים. הדובניום רדיואקטיבי ביותר, ולאיזוטופ היציב ביותר שלו, ²⁶⁸Db, זמן מחצית חיים של קצת יותר מיממה, דבר המקשה מאוד על חקר היסוד.

דובניום אינו מופיע באופן טבעי בכדור הארץ והוא מיוצר באופן מלאכותי. המכון המאוחד למחקר גרעיני (JINR) הסובייטי היה הראשון לגלות את היסוד באפריל 1970, ומיד לאחר מכן, המעבדה הלאומית לורנס ברקלי (LBNL) האמריקאית הכריזה על גילויו ביוני 1970. שתי הקבוצות הציעו שמות משלהם ליסוד והשתמשו בשמות אלו מבלי הסכמה עולמית, ורק בשנת 1993 נפתר הסכסוך על הגילוי וצוות חקירה רשמי מארגון ה-IUPAC החליט לתת קרדיט לשתי הקבוצות, ובשנת 1997 קבע הארגון את שם היסוד להיות דובניום, על שם העיר דובנה, מקום מושבו של המכון המאוחד למחקר גרעיני.

על פי מחקרים תאורטיים, דובנים אמור להימצא במחזור השביעי ובקבוצה החמישית בטבלה המחזורית, מתחת לוונדיום, ניאוביום וטנטלום. על כן, תכונותיו הכימיות, כגון מספר אלקטרוני הערכיות, וקיום דרגת חמצון +5 דומיננטית ויציבה, צפויות להיות דומות לתכונותיהן של יסודות אלו. מהמחקרים המועטים שנעשו על יסוד זה, נראה כי היסוד מתנהג באופן הרבה יותר דומה לניאוביום מאשר לטנטלום, בניגוד למצופה.

הקדמה

תיאור גרפי של תגובת היתוך גרעיני. שני גרעינים מותכים זה לזה ופולטים נייטרון. תגובות שיצרו אלמנטים חדשים עד כה היו דומות, כשההבדל היחיד הוא בכמות הנייטרונים שמשתחררים.

גרעיני האטום הכבדים נוצרים בתגובות היתוך גרעיניות שמאחות שני גרעינים שונים בעלי גודל שונה זה בזה. ככל שההפרש בין המסות של שני הגרעינים המגיבים גדול יותר כך קיים סיכוי גדול יותר שיעברו היתוך. גרעיני האטום הכבד יותר מבין השתיים הופכים למטרה, ומופצצים באלומת חלקיקים של גרעיני האטום הקל יותר. שני גרעינים יכולים לעבור היתוך גרעיני רק אם הם קרובים מספיק זה אל זה. באופן טבעי, גרעינים (שמטענם הוא חיובי), דוחים זה את זה דחייה אלקטרוסטטית. הכוח החזק יכול להתגבר על דחייה זאת, אך רק כשהגרעינים במרחק זעום זה מזה. לכן אלומת הגרעינים מואצת למהירות של כעשירית ממהירות האור, על מנת ליצור מצב בו הדחייה האלקטרוסטטית היא אפסית ביחס למהירות האלומה, וחלקיקי האלומה יוכלו להתקרב מספיק למטרה. למרות זאת, רוב הגרעינים שייתקרבו זה לזה יישארו ביחד במשך כ-$10^{-20}$ שניות ואז יפרדו (לא בהכרח באותו הרכב כמו לפני התגובה), במקום לעבור היתוך וליצור גרעין אחד, וככל שהגרעין אותו מנסים לייצר כבד יותר, כך הסיכוי שהגרעינים יעברו היתוך קטן.

אם היתוך אכן מתרחש, המיזוג הזמני (הנקרא "גרעין מורכב") נמצא במצב מעורר. בכדי לחזור מהמצב המעורר למצב יציב יותר, הגרעין המורכב עובר ביקוע גרעיני או פולט אחד או יותר נייטרונים. דבר המשחרר את אנרגיית העירור. תהליך זה מתרחש בערך ב$10^{-16}$ שניות הראשונות שלאחר ההיתוך. האלומה עוברת דרך המטרה ומגיעה לחלק הבא, המפריד. אם גרעין חדש נוצר, הוא ייסחב עם האלומה אל המפריד. במפריד, הגרעין החדש מופרד משאר הגרעינים (של האלומה המקורית וכל תוצרי הלוואי האחרים) ומועבר לגלאי מוליך למחצה שעוצר את הגרעין, המיקום בו נעצר הגרעין נרשם בגלאי, בנוסף הגלאי גם מסמן את האנרגיה של הגרעין והזמן שלקח לו להגיע אליו. תהליך זה לוקח כ-$10^{-6}$ שניות, ועל מנת לזהותו, על הגרעין לשרוד לפחות את משך הזמן הזה. בנוסף הגלאי רושם את המיקום הזמן והאנרגיה כשהגרעין מגיע לדעיכה.

יציבות הגרעין תלויה בכוח החזק, למרות זאת, תחומו מאוד קטן, וככל שהגרעין יהיה גדול יותר כך תקטן השפעתו של הכוח על הנוקליאונים בקצוות הגרעין. בנוסף לכך, על הגרעין פועלים כוחות פירוק בעקבות הדחייה האלקטרוסטטית בין הפרוטונים בגרעין, שלעומת הכוח החזק, לדחייה האלקטרוסטטית תחום אינסופי. ולכן הגרעינים של היסודות הכי כבדים יתפרקו בעיקר על ידי סוגי דעיכה שנגרמים מדחייה אלקטרוסטטית: דעיכת אלפא וביקוע ספונטני . דעיכת אלפא נמדדת על ידי חלקיקי אלפא (אטומי הליום עם שני פרוטונים ושני נייטרונים; מסומנים גם ב־${\ce {^4He}}$) שנפלטו, ואת תוצרי הדעיכה ניתן לזהות בקלות עוד לפני זיהוי הדעיכה עצמה בגלאי. אם דעיכה כזאת או סדרה של דעיכות כאלה נותנת גרעין ידוע, את הגרעין המקורי של התגובה ניתן יהיה לקבוע אריתמטית במדידה עקיפה. דעיכה אקראית לעומת זאת, מייצרת כמה סוגי גרעינים כתוצרים ולכן לא ניתן לקבוע מהם את הגרעין המקורי.

אם כן, המידע היחד המתקבל כאשר מסנתזים את אחד היסודות העל-כבדים הוא המיקום, האנרגיה והזמן של הגעת החלקיק לגלאי ושל דעיכתו. לאחר מכן, כתלות בתוצאות, ניתן להסיק כי זהו אכן יסוד חדש ושהתוצאות לא היו יכולות להיגרם על ידי שום חלקיק ידוע אחר. או, שהמידע שהתקבל אינו מספיק כדי להסיק שזהו אכן יסוד חדש ואין שום הסבר אחר חוץ מלהסיק שהיו שגיאות שהפריעו בתהליך.

גילוי

רקע

אורניום, שמספרו האטומי הוא 92, הוא היסוד הכבד ביותר שקיים באופן טבעי בכדור הארץ, ויסודות כבדים ממנו קיימים רק באופן מסונתז. הסינתוז הראשון של יסוד חדש - נפטוניום, שמספרו האטומי הוא 93, התרחש בשנת 1940 על ידי צוות מארצות הברית. במשך השנים הבאות מדענים אמריקאים סינתזו יסודות עד מנדלביום, שמספרו האטומי הוא 101, אותו סינתזו בשמת 1955. והחל מהיסוד ה-102, נוצרה תחרות בין האמריקאים לסובייטים במי יגלה ראשון יסודות חדשים ויקבל את הקרדיט.

דיווחים על גילוי

הדיווח הראשון על גילוי יסוד 105 היה של המכון המאוחד למחקר גרעיני (JINR) הממוקם בדובנה, במחוז מוסקבה, רוסיה, באפריל 1968. המדענים הפציצו גרעיני ²⁶⁸Am באלומת יוני ²²Ne, ודיווחו על קרינות אלפא באנרגיות של 9.4MeV (עם $t_{1/2}=0.1-3\ s$) ו-9.7MeV (עם $t_{1/2}>0.05\ s$), ואחריהן קרינת אלפא שדומה לזו של האיזוטופ ²⁵⁶103 או ²⁵⁷103. בהתבסס על השערות תאורטיות ושתי דעיכות האלפא שבאו לאחר מכן, המדענים שייכו את שתי הדעיכות הראשונות ל-²⁶¹105 ו-²⁶⁰105 בהתאמה.

התגובה שהתרחשה בניסוי זה היא:

$_{95}^{243}\mathrm {Am} \ +\ _{10}^{22}\mathrm {Ne} \ \to \ ^{265-x}105+xn\ (x=4,5)$

מחלוקות על שם היסוד

הפזיקאי הגרעיני הדני נילס בוהר (מימין) והכימאי הגרעיני הגרמני אוטו האן (משמאל), שניהם הוצעו כשמות ליסוד 105.

המכון המאוחד למחקר גרעיני לא הציעו שם ליסוד אחרי שגילו אותו לראשונה, כמו שהיה נהוג בדרך כלל, מה שהוביל את הצוות מהמעבדה הלאומית לורנס ברקלי להניח שהצוות מהמכון המאוחד לחקר גרעיני לא גילה מספיק מידע בשביל לאשש את תגליתו. לאחר שהמכון המאוחד למחקר גרעיני הצליח לאסוף יותר מידע, הם הציעו את השם נילסבוהריום (Ns) על שם הפיזיקאי גרעיני הדני נילס בוהר, שפיתח את תאוריית מבנה האטום ותורת הקוונטים הישנה . כשהמעבדה הלאומית לורנס ברקלי גילתה לראשונה את היסוד, הם הציעו שהשם החדש יהיה האניום (Ha), על שם הכימאי הגרמני אוטו האן - "אבי הכימיה הגרעינית". וכך, נוצרה מחלוקת על שם היסוד.

בתחילת שנות השבעים, שתי הקבוצות הכריזו על גילוי היסוד הבא בטבלה, יסוד 106, וגם ביסוד זה שתי הקבוצות לא הציעו שם ליסוד תחילה. המכון המאוחד למחקר גרעיני הציע להקים וועדה בינלאומית שתחליט על הקריטריונים למה נחשב כגילוי של יסוד, ואכן ב-1974 קם צוות משותף ונייטרלי של שתי המעבדות. למרות זאת, שתי הקבוצות לא רצו בכך שצד שלישי יפתור להם את הסכסוך, ולכן המדענים המובילים במעבדה הלאומית לורנס ברקלי - אלברט גיורסו וגלן תיאודור סיבורג נסעו בשנת 1975 לדובנה להיפגש עם המדענים המובילים במכון המאוחד למחקר גרעיני - גאורגי פליורוב ויורי אוגאנסיאן, בכדי לנסות לפתור את הסכסוך ביניהם ולהוכיח שהצוות הנייטרלי שקם מיותר. אך לאחר שעתיים של דיוניום הקבוצות נכשלו להגיע לעמק השווה. בשנת 1979 הציע ה-IUPAC שיטה למתן שמות ליסודות בהם ישתמשו עד ששתי הקבוצות יגיעו להחלטה ביניהן על שם רשמי. ויסוד 105 נקרא אננילפנטיום (Unp) (באנגלית: unnilpentium, בלטינית un = 1, nil = 0 וביוונית pent = 5), למרות זאת, שני הצוותים התעלמו מקביעת שם זה, כיוון שלא רצו להחליש את תביעותיהם על גילוי היסוד.

בשנת 1981, צוות ממרכז הלמהולץ למחקר יונים כבדים (GSI) שבדרמשטאדט, הסן, מערב-גרמניה הכריז על כך שהצליחו לסנתז את יסוד 107, חמש שנים אחרי שהמכון המאוחד למחקר גרעיני הצליח לסנתז את יסוד זה, אך הצוות הגרמני קיבל תוצאות מדויקות יותר, ולכן הטענה שלהם לגילוי הייתה יותר מבוססת ומוצקה. הצוות הגרמני הוכיר תודה לסובייטים על מאמצם בגילוי יסוד זה, על ידי כך שהצוות הגרמני הציע את השם נילסבוהריום (Ns) ליסוד 107. ולמרות זאת, הצוות הסובייטי לא שינה את הצעתו לשם של יסוד 105, בטענה כי זה יותר חשוב לקבוע קודם מי גילה אותו ראשון.

מיקום העיר דובנה במערב רוסיה

 

דובנה

בשנת 1985, ארגון ה-IUPAC וארגון ה-IUPAP הקימו את Transfermium Working Group (TWG) - קבוצה שמטרתה להעריך מי גילה כל יסוד שיש עליו מחלוקת, ולקבוע לו שם רשמי. הקבוצה ערכה מפגשים עם נציגים מכל שלושת המכונים (GSI, JINR, LBNL); בשנת 1990 הם קבעו קריטריונים להכרה בגילוי יסוד, ובשנת 1991 הם סיימו את עבודתם בשיוך הגילויים לכל מעבדה. ממצעם פורסמו בשנת 1993. לפי הדוח, הניסוי המוצלח הראשון לייצור יסוד 105 היה של המעבדה הלאומית לורנס ברקלי באפריל 1970, ושהמכון המאוחד למחקר גרעיני צלח בניסוי חודשיים לאחר מכן, ביוני 1970, ולכן יש לתת קרדיט לגילוי לשני הצוותים.

המעבדה הלאומית לורנס ברקלי התנגדה לדוח זה בטענה כי הנתונים מהמכון המאוחד למחקר גרעיני הוערכו יתר על המידה בדוח, וכי המכון המאוחד למחקר גרעיני הצליח להראות באופן חד משמעי שהם הצליחו לייצר את יסוד 105 רק כשנה אחריהם. מנגד, המכון המאוחד למחקר גרעיני ומרכז הלמהולץ למחקר יונים כבדים קיבלו את החלטות דוח זה.

בשנת 1994, הציע ה-IUPAC הצעות חדשות לשמות ליסודות עליהן יש מחלוקות, עבור יסוד 105, הציע הארגון את השם ז'וליוטיום (Jl) על שם הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ז'וליו-קירי, שתרם רבות לפיתוח הפיזיקה והכימיה הגרעינית. שם זה הוצע במקור על ידי הצוות הסובייטי עבור יסוד 102, שמאז כבר קיבל את השם הרשמי נובליום, שהוצע על ידי האמריקאים. הצעה זו זכתה לביקורות מצד הצוות האמריקאי מכמה סיבות: ראשית, השמות רותרפורדיום והאניום שהציעו כשמות ליסודות 104 ו-105 ניתנו ליסודות 106 ו-108 במקום (בהתאמה). שנית, השמות שניתנו ליסודות 104 ו-105 היו דובניום וז'וליוטיום (בהתאמה) המועדפים על הצוות הסובייטי, אף על פי שנקבע שהצוות האמריקאי היה הראשון לגלות את היסוד. ושלישית, ה-IUPAC סירבו להצעת האמריקאים לשם סיבורגיום ליסוד 106, כיוון שבדיוק הוחלט כי יסוד לא יוכל להיות קרוי על שם אדם חי, אפילו שהוחלט שהצוות האמריקאי הוא המגלה היחיד של יסוד זה.

בשנת 1995, זנח ארגון ה-IUPAC את השיטה השנויה במחלוקת, ובמקומה הקים וועדה של נציגים מכמה מדינות שנועדה למצוא פשרה בנושא השמות השנויים במחלוקת. וועדה זו הציעה את השם סיבורגיום ליסוד 106 בתמורה לוויתור על כל שאר ההצעות של הצוות האמריקאי לשמות יסודות, חוץ מהצעתם לשם לורנציום ליסוד 103. השם נובליום ליסוד 102 (שכבר היה מושרש), הוחלף בשם פלרוביום על שם מדען הגרעין הסובייטי גאורגי פליורוב, בעקבות ההכרה (מהדו"ח משנת 1993) בצוות הסובייטי כמגלים הראשונים של יסוד זה. הצוות האמריקאי התנגד להחלטה זו, וההחלטה בוטלה. השם פלרוביום לבסוף ניתן בשנת 2012 ליסוד 114.

בשנת 1996 ערך ארגון ה-IUPAC פגישה נוספת שתדון מחדש בכל השמות הנוכחיים. והחליטה על הצעה חדשה לשמות, הצעה זו פורסמה בשנת 1997. בהצעה זו הוחלט שיסוד 105 יקרא מעתה דובניום (Db) על שם העיר דובנה ברוסיה, מיקומו של המכון המאוחד למחקר גרעיני. והיסודות 102, 103, 104 ו-106 קיבלו את השמות שהציעו האמריקאים. השם דובניום היה שייך במקור ליסוד 104, בהצעתם הקודמת של ה-IUPAC. הצוות האמריקאי "נאלץ" להסכים להחלטה זו, וכך הסתיימה לה המחלוקת על שמות היסודות העל-כבדים.

סיכום היסטוריית השמות ליסוד 105

	הצעת הסובייטים (1970)	הצעת האמריקאים (1970)	שם זמני של IUPAC (1979)	שם זמני של IUPAC בעקבות ההחלטה שהגילוי משותף לשתי המעבדות (1994)	שם סופי (1997)
השם	נילסבוהריום (Ns)	האניום (Ha)	אננילפנטיום (Unp)	ז'וליוטיום (Jl)	דובניום (Db)
דעת האמריקאים	סירבו בטענה כי הם גילו קודם	אישרו	סירבו כיוון שלא רצו להחליש את תביעותיהם על גילוי היסוד	סירבו לשם ולהחלטה על הגילוי המשותף בטענה שהמכון המאוחד למחקר גרעיני הצליח להראות באופן חד משמעי שהם הצליחו לייצר את יסוד 105 רק כשנה אחריהם	אישרו
דעת הסובייטים	אישרו	סירבו בטענה כי הם גילו קודם	סירבו כיוון שלא רצו להחליש את תביעותיהם על גילוי היסוד	אישרו	אישרו

איזוטופים

טבלה מ-2012 המציגה את זמני מחצית החיים של איזוטופים לפי המכון המאוחד למחקר גרעיני, האיזוטופים שיוצרו עד שנה זו ממוסגרים.

לדובניום מספר אטומי של 105, ולכן הוא יסוד על כבד. בדומה ליסודות על כבדים אחרים, הוא אינו יציב ומתפרק במהירות. האיזוטופ בעל זמן מחצית החיים הארוך ביותר של דובניום הוא ${\ce {^268Db}}$, ולו זמן מחצית חיים של כיממה. לא ידוע על קיומם של איזוטופים יציבים של דובניום, ולפי הערכות של המכון המאוחד למחקר גרעיני, לדובניום לא יהיו איזוטופים בעלי זמן מחצית חיים גדול מכיממה. כל איזוטופי הדובניום נוצרים אך ורק באופן מלאכותי.

זמן מחצית החיים הקצר של הדובניום מגביל את האפשרות לעשות בו ניסויים, והגבלה זאת קשה עוד יותר כיוון שאת האיזוטופ הכי יציב שלו מאוד קשה לייצר. ליסודות עם מספר אטומי נמוך יותר יש איזוטופים יציבים יותר, עם יחס נייטרונים לפרוטונים נמוך יותר מאשר ליסודות עם מספר אטומי גבוהה. ולכן בייצור המלאכותי של היסוד, גרעיני המטרה ואלומת החלקיקים הדרושים ליצירת אותו איזוטופ, יכילו פחות נייטרונים ממה שצריך בכדי ליצור את האיזוטופים הכי יציבים.

בכל ייצור רק מספר אטומים בודדים של ${\ce {^268Db}}$ יכולים להיווצר בכל פעם, ולכן מדידת זמן החיים משתנה באופן ניכר במהלך המדידה. בשלושה ניסויים, נוצרו בסך הכל 23 אטומי דובניום, עם זמן מחצית חיים של $28_{-4}^{+11}$ שעות.

האיזוטופ השני הכי יציב של דובניום הוא ${\ce {^270Db}}$, והוא יוצר בכמות עוד יותר קטנה - 3 אטומים בסך הכל, עם זמני מחצית חיים של 33.4 שעות, 1.3 שעות ו-1.6 שעות. שני אלו הם האיזוטופים הכבדים ביותר של דובניום נכון לעתה. ושניהם נוצרו על ידי דעיכה של יסוד כבד יותר (${\ce {^288Mc}}$ ו־${\ce {^294Ts}}$) במקום על ידי ייצור ישיר, כיוון שהניסויים לייצורם תוכננו במקור בדובנה עם אלומות של ${\ce {^48Ca}}$, בגלל מסתו. הגרעין של ${\ce {^48Ca}}$ הוא הגרעין היציב עם עודף הנייטרונים הכי גדול. מה שמסייע בסינתוז אטומים כבדים עם עודף נייטרונים. אך עבור אטומים גדולים מאוד הסבירות שהקלציום יעבור היתוך נמוכה, ולכן לא מייצרים את האיזוטופים עם עודפי הנייטרונים של דובניום באופן ישיר בדרך זו אלא על ידי דעיכה של אטום כבד יותר.

האיזוטופ הראשון של דובניום שיוצר היה ${\ce {^261Db}}$ שיוצר בשנת 1968. לדובניום 13 איזוטופים רדיואקטיביים.

רשימת האיזוטופים של דובניום

גרעין	שנת גילוי	Z	N	מסת האיזוטופ (u)	מחצית חיים	דרך דעיכה	תוצר דעיכה	ספין או זוגיות
		אנרגיית עירור
${\ce {^255Db}}$	2005	105	150	255.10707	$37_{-14}^{+51}ms$	α (~50%)	${\ce {^251Lr}}$
						SF (~50%)	שונים
${\ce {^256Db}}$	1983? 2000	105	151	256.10789	$1.6_{-3}^{+5}s$	α (~64%)	${\ce {^252Lr}}$
						SF (~0.02%)	שונים
						(36%~) $\beta ^{+}$	${\ce {^256Rf}}$
${\ce {^257Db}}$	1985	105	152	257.10758	$1.50_{-15}^{+19}s$	α (>94%)	${\ce {^253Lr}}$	(+9/2)
						SF (<6%)	שונים
						(1%~) $\beta ^{+}$	${\ce {^257Rf}}$
${\ce {^{257m}Db}}$	1985	$140keV$			$0.67s$	α (>87%)	${\ce {^253Lr}}$	(-1/2)
						SF (<13%)	שונים
						(1%~) $\beta ^{+}$	${\ce {^257Rf}}$
${\ce {^258Db}}$	1976? 1981	105	153	258.10929	$4.5s$	α (~64%)	${\ce {^254Lr}}$
						SF (<1%)	שונים
						(36%~) $\beta ^{+}$	${\ce {^258Rf}}$
${\ce {^{258m}Db}}$		$60keV$			$1.9s$	$\beta ^{+}$	${\ce {^258Rf}}$
						(נדיר) IT	${\ce {^258Db}}$
${\ce {^259Db}}$	2001	105	154	259.10949	$0.51s$	α	${\ce {^255Lr}}$
${\ce {^260Db}}$	1970	105	155	260.1113	$1.52s$	α (>90.4%)	${\ce {^256Lr}}$
						SF (<9.6%)	שונים
						(2.5%>) $\beta ^{+}$	${\ce {^260Rf}}$
${\ce {^{260m}Db}}$		$200keV$			$19s$
${\ce {^{261}Db}}$	1971	105	156	261.11192	$4.5s$	α (27%)	${\ce {^257Lr}}$
						SF (73%)	שונים
${\ce {^262Db}}$	1971	105	157	262.11407	$35s$	α (~30%)	${\ce {^258Lr}}$
						SF (~67%)	שונים
						(3%~) $\beta ^{+}$	${\ce {^262Rf}}$
${\ce {^263Db}}$	1971? 1990	105	158	263.11499	$29s$	α (~37%)	${\ce {^259Lr}}$
						SF (~56%)	שונים
						(6.9%~) $\beta ^{+}$	${\ce {^263Rf}}$
${\ce {^266Db}}$	2006	105	161	266.12103	$80min$	SF	שונים
						EC	${\ce {^266Rf}}$
${\ce {^267Db}}$	2003	105	162	267.12247	$4.6h$	SF	שונים
						EC	${\ce {^267Rf}}$
${\ce {^268Db}}$	2003	105	163	268.12567	$30.8h$	α	${\ce {^264Lr}}$
						SF (>99%)	שונים
						(1%>) EC	${\ce {^268Rf}}$
${\ce {^270Db}}$	2009	105	165	270.13136	$1_{-0.4}^{+1.5}h$	α (~83%)	${\ce {^266Lr}}$
						SF (~17%)	שונים
						(1%>) EC	${\ce {^270Rf}}$

היסטורית סינתוז האיזוטופים

האיזוטופ	המטרה	האלומה	תוצאת הניסיון
${\ce {^257Db}}$	${\ce {^209Bi}}$	${\ce {^48Ti}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^258Db}}$	${\ce {^207Pb}}$	${\ce {^51V}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^258Db}}$	${\ce {^209Bi}}$	${\ce {^49Ti}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^259Db}}$	${\ce {^205Tl}}$	${\ce {^54Cr}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^259Db}}$	${\ce {^208Pb}}$	${\ce {^51V}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^259Db}}$	${\ce {^209Bi}}$	${\ce {^50Ti}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^263Db}}$	${\ce {^232Th}}$	${\ce {^31P}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^263Db}}$	${\ce {^236U}}$	${\ce {^27Al}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^263Db}}$	${\ce {^241Am}}$	${\ce {^22Ne}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^264Db}}$	${\ce {^249Cf}}$	${\ce {^15N}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^265Db}}$	${\ce {^238U}}$	${\ce {^27Al}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^265Db}}$	${\ce {^243Am}}$	${\ce {^22Ne}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^265Db}}$	${\ce {^249Bk}}$	${\ce {^16O}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^265Db}}$	${\ce {^250Cf}}$	${\ce {^15N}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^267Db}}$	${\ce {^244Pu}}$	${\ce {^23Na}}$	התגובה טרם נוסתה
${\ce {^267Db}}$	${\ce {^248Cm}}$	${\ce {^19F}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^267Db}}$	${\ce {^249Bk}}$	${\ce {^18O}}$	התגובה הצליחה
${\ce {^267Db}}$	${\ce {^254Es}}$	${\ce {^13C}}$	התגובה נכשלה

היתוך קר

קטע זה עוסק בסינתוז גרעיני דובניום על ידי תגובות היתוך "קר" (cold fusion). אלו תגובות אשר יוצרות גרעין באנרגיית עירור נמוכה (בין $10\ \mathrm {MeV}$ ל-$20\ \mathrm {MeV}$), דבר המעלה את סיכויי הגרעין לשרוד את ההיתוך. לאחר מכן הגרעינים המעוררים חוזרים למצב יציב על ידי פליטת נייטרון אחד או שניים בלבד.

• ${\ce {^{209}Bi\ (^{50}Ti,xn)\ ^{259-x}Db\ \ (x=1,2,3)}}$
  • הניסיון הראשון ליצור דובניום על ידי היתוך קר התרחש ב-1976 על ידי צוות במעבדת FLNR ב-JINR, דובנה, באמצעות התגובה המוצגת מעלה. הצוות הצליח לזהות פעילות של $5s\ SF$, אותה הן שייכו תחילה ל-${\ce {^257Db}}$, אך לאחר מכן שינו את השיוך ל-${\ce {^258Db}}$.
  • בשנת 1981, צוות ממכון GSI חקר את התגובה הזו, ובאמצעות שימוש בטכניקה המשופרת של שרשרת דעיכות. הצוות הצליח לזהות כי הייתה פליטה של נייטרון אחד. ולכן קבע כי מדובר ב-${\ce {^258Db}}$.
  • בשנת 1983, הצוות מדובנה חקר מחדש את התגובה באמצעות שיטת זיהוי תוצר שרשרת דעיכה על ידי הפרדה כימית. הצוות הצליח למדוד את כמות דעיכות האלפא ואת תוצר שרשרת הדעיכה, ובכך היה יכול הצוות לאשש בשנית כי הגרעין המקורי אכן היה ${\ce {^258Db}}$.
  • בשנת 1985 הצוות ממכון GSI חקרו מחדש גם הם את התגובה, והם הצליחו לזהות 10 אטומי ${\ce {^257Db}}$. לאחר שדרוג משמעותי במתקנים שלהם בשנת 1993, הצליח הצוות בשנת 2000 לזהות 120 דעיכות של ${\ce {^257Db}}$, 16 דעיכות של ${\ce {^256Db}}$ ודעיכה אחת של ${\ce {^258Db}}$ על ידי מדידה של פונקציות העירור של נייטרון אחד, שני נייטרונים ושל שלושה נייטרונים. המידע שאסף הצוות על ${\ce {^257Db}}$ איפשר פיתוח ראשון של מחקר ספקטרוסקופי של האיזוטופ, וזיהוי האיזומר ${\ce {^{257m}Db}}$ וקביעה של מבנה הדעיכה עבור ה-${\ce {^257Db}}$. התגובה שומשה במחקרי ספקטרוסקופיה של איזוטופים של מנדלביום ואיינשטייניום בשנים 2003-2004.
• ${\ce {^{209}Bi\ (^{49}Ti,xn)\ ^{258-x}Db\ \ (x=2?)}}$
  • תגובה זו נחקרה על ידי יורי אוגאנסיאן וצוותו, בדובנה, 1983. הם הבחינו בפעילות של $2.6s\ SF$, אותה הם שייכו בספקנות ל${\ce {^256Db}}$, אך תוצאות מאוחרות יותר הניעו אותם לשייך את הפעילות ל${\ce {^256Rf}}$.
• ${\ce {^{209}Bi\ (^{48}Ti,xn)\ ^{257-x}Db\ \ (x=1?,2)}}$
  • תגובה זו נחקרה על ידי יורי אוגאנסיאן וצוותו, בדובנה, 1983. הם הבחינו בפעילות של $1.6s\ (~80\%\alpha ,~20\%SF)$ אותה הם שייכו בספקנות ל${\ce {^255Db}}$, אך תוצאות מאוחרות יותר הניעו אותם לשייך את הפעילות ל${\ce {^256Db}}$.
  • בשנת 2005 צוות מאוניברסיטת יובסקילה חקרו את התגובה הזאת, וגילו 3 אטומי ${\ce {^255Db}}$ עם שטח חתך של $40\ pb$.
• ${\ce {^{208}Pb\ (^{51}V,xn)\ ^{259-x}Db\ \ (x=1,2)}}$
  • צוות המחקר בJINR חקר גם את תגובה זו, בשנת 1976. הצוות הצליח לזהות שוב פעילות של $5s\ SF$, אותן הן שייכו תחילה ל-${\ce {^257Db}}$, אך לאחר מכן שינו את השיוך ל-${\ce {^258Db}}$.
  • בשנת 2006 צוות מחקר מLBNL חקר מחדש תגובה זו, כחלק מתוכנית odd-Z projectile שלהם. הצוות הצליח לזהות גם ${\ce {^258Db}}$ שנוצר מפליטת נייטרון אחד ו-${\ce {^257Db}}$ שנוצר מפליטת שני נייטרונים.
• ${\ce {^{207}Pb\ (^{51}V,xn)\ ^{258-x}Db\ \ (x=3?)}}$
  • צוות המחקר בJINR חקר גם את תגובה זו, בשנת 1976. אך בניסוי זה לא הצליח הצוות לזהות שוב פעילות של $5s\ SF$, אותה הן יוכלו לשייך ל-${\ce {^257Db}}$ ו-${\ce {^258Db}}$. במקום זאת הצוות הצליח לזהות פעילות של $1.5s\ SF$, אותה הם שייכו בספקנות ל${\ce {^255Db}}$.
• ${\ce {^{205}Tl\ (^{54}Cr,xn)\ ^{259-x}Db\ \ (x=1?)}}$
  • צוות המחקר בJINR חקר גם את תגובה זו, בשנת 1976. הצוות הצליח לזהות שוב פעילות של $5s\ SF$, אותן הן שייכו תחילה ל-${\ce {^257Db}}$, אך לאחר מכן שינו את השיוך ל-${\ce {^258Db}}$.

היתוך חם

קטע זה עוסק בסינתוז גרעיני דובניום על ידי תגובות היתוך "חם" (hot fusion). אלו תגובות אשר יוצרות גרעין באנרגיית עירור גבוהה (בין $40\ \mathrm {MeV}$ ל-$50\ \mathrm {MeV}$), דבר המוריד את סיכויי הגרעין לשרוד את ההיתוך. לאחר מכן הגרעינים המעוררים חוזרים למצב יציב על ידי פליטת 3 עד 5 נייטרונים.

• ${\ce {^{232}Th\ (^{31}P,xn)\ ^{263-x}Db\ \ (x=5)}}$
  • ישנם דיווחים מועטים על כך שתגובה זו נחקרה בשנת 1989 על ידי צוות במעבדת FLNR ב-JINR. מקור אחד מציין שהניסוי לא צלח ולא התגלו אטומים בתגובה, בעוד מקור אחר מציין כי בניסוי התגלו ${\ce {^258Db}}$ ו-5 נייטרונים.
• ${\ce {^{238}U\ (^{27}Al,xn)\ ^{265-x}Db\ \ (x=4,5)}}$
  • בשנת 2006, כחלק מניסוי על השימוש באורניום כמטרה ביצירת גרעינים כבדים, צוות המעבדה הלאומית לורנס ברקלי בהובלת קן גרגוריץ חקר את התגובה הזו ואת הפליטות של 4 ו-5 נייטרונים שלה.
• ${\ce {^{236}U\ (^{27}Al,xn)\ ^{263-x}Db\ \ (x=5,6)}}$
  • תגובה זו נחקרה לראשונה בהמכון המאוחד למחקר גרעיני על ידי אנדרייב וצוותו בשנת 1992. הצוות הצליח לזהות ${\ce {^257Db}}$ ו-${\ce {^258Db}}$ בפליטות של 6 נייטרונים ו-5 נייטרונים (בהתאמה), עם תשואות של 75pb ו-450pb בהתאמה.
• ${\ce {^{243}Am\ (^{22}Ne,xn)\ ^{265-x}Db\ \ (x=5)}}$
  • שני הניסיונות הראשונים לסנתז את יסוד 105 בוצעו ב-1968 פליורוב בדובנה, רוסיה. הצוות זיהה שתי דעיכות אלפא אותן הן שייכו ל-${\ce {^260Db}}$ ו-${\ce {^261Db}}$. הם חזרו על ניסויים שוב בשנת 1970 במטרה לבחון האם היו גם ביקועים ספונטניים , והם זיהו פעילות של $2.2s\ SF$ אותה הן שייכו ל-${\ce {^261Db}}$.
• ${\ce {^{241}Am\ (^{22}Ne,xn)\ ^{263-x}Db\ \ (x=4,5)}}$
• ${\ce {^{248}Cm\ (^{19}F,xn)\ ^{267-x}Db\ \ (x=5)}}$
• ${\ce {^{249}Bk\ (^{18}O,xn)\ ^{267-x}Db\ \ (x=4,5)}}$
• ${\ce {^{249}Bk\ (^{16}O,xn)\ ^{265-x}Db\ \ (x=4)}}$
• ${\ce {^{250}Cf\ (^{15}N,xn)\ ^{265-x}Db\ \ (x=4)}}$
• ${\ce {^{249}Cf\ (^{15}N,xn)\ ^{264-x}Db\ \ (x=4)}}$
• ${\ce {^{254}Es \ (^{13}C, xn) \ ^{265-x}Db}}$

דעיכת גרעינים כבדים יותר

איזוטופים של דובניום נצפו גם בדעיכות של גרעינים כבדים יותר. התצפיות עד כה מסוכמות בטבלה שלהלן:

הגרעין הכבד יותר	איזוטופ הדובניום שנצפה
${\ce {^294Ts}}$	${\ce {^270Db}}$
${\ce {^288Mc}}$	${\ce {^268Db}}$
${\ce {^287Mc}}$	${\ce {^267Db}}$
${\ce {^282Nh}}$	${\ce {^266Db}}$
${\ce {^267Bh}}$	${\ce {^263Db}}$
${\ce {^266Bh}}$, ${\ce {^278Nh}}$	${\ce {^262Db}}$
${\ce {^265Bh}}$	${\ce {^261Db}}$
${\ce {^272Rg}}$	${\ce {^260Db}}$
${\ce {^262Bh}}$, ${\ce {^266Mt}}$	${\ce {^258Db}}$
${\ce {^261Bh}}$	${\ce {^257Db}}$
${\ce {^260Bh}}$	${\ce {^256Db}}$

איזומרים

(קטע זה עוסק באיזומרים של איזוטופים של דובניום, כלומר איזוטופים במצב מעורר)

• ${\ce {^{260m}Db}}$ – נתונים עדכניים על דעיכתו של ${\ce {^272Rg}}$ מראים שלחלק משרשראות הדעיכה שעוברות דרך ${\ce {^260Db}}$ יש זמן חיים ארוך בהרבה מהמצופה. דעיכות אלו קושרו לדעיכה איזומרית של קרינת אלפא עם זמן מחצית חיים של כ-19 שניות. דרושים מחקרים נוספים על מנת לקבוע יותר על האיזומר.
• ${\ce {^{258m}Db}}$ – ראיות למצב איזומרי של האיזוטופ ${\ce {^258Db}}$ נמצאו ממחקרים על ${\ce {^262Bh}}$ ועל ${\ce {^266Mt}}$. ראיות אלה מצביעות כי לדעיכות של לכידת אלקטרון (EC) יש זמן חיים שונה מאשר לאלו שנוצרו מדעיכת אלפא. ולכן הוסק כי קיים מצב איזומרי של ${\ce {^258Db}}$ שנוצר מדעיכה זו, עם זמן מחצית חיים של כ-20 שניות. דרושים מחקרים נוספים על מנת לקבוע יותר על האיזומר.
• ${\ce {^{257m}Db}}$ – מחקר בנושא היווצרות ודעיכה של ${\ce {^257Db}}$ הוכיח כי קיים לאיזוטופ זה מצב מעורר. במקור, גילו כי ${\ce {^257Db}}$ עובר דעיכה על ידי פליטת אלפא עם האנרגיות 9.16 MeV, 9.07 MeV ו-8.97 MeV. מחקר של הקשר בין דעיכות אלו ל-${\ce {^253Lr}}$, הראה כי הדעיכה של 9.16 MeV שייכת לאיזומר אחר של האיזוטופ – ${\ce {^{257m}Db}}$.

מערכי דעיכה

• ${\ce {^257Db}}$

תרשים מניסוי של מרכז הלמהולץ למחקר יונים כבדים משנת 2001 על דעיכה של ${\ce {^{257}Db^{g,m}}}$.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא דובניום בוויקישיתוף

• דובניום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

37640968דובניום