Synthesis of the volatile organometallic compounds of metals for production of accelerated on beams by MIVOC method

24.11.2022 – FLNR Scientific Seminar, 11-00, FlerovLab Conference Hall

1. Speaker: Abdusamadzoda D., FLNR, JINR
(in connection with the election for the position of junior researcher)

“Synthesis of the volatile organometallic compounds of metals for production of accelerated ion beams by MIVOC method”

⁴⁸Ca is in great demand now because of an increase in beam intensity and realization of a research program using reactions with ⁴⁸Ca. To satisfy this demand a new equipment to produce metallic ⁴⁸Ca is being developed in the radiochemical laboratory. To continue FLNR SHE Factory research an increase in intensity of ⁵⁰Ti and ⁵⁴Cr heavier ion beams is vital which requires an intense ion flow from the ECR source in the form of volatile compounds. To secure the sufficient ion flow under a minimum consumption of the initial substance it’s necessary to ensure a high and stable pressure of ionized compound vapors in the ionization chamber. Organometallic complexes used in MIVOC method, for example trimethyl (pentamethylcyclopentadienyl)titanium meet all requirements quite well. Synthesis of organometallic chromium compounds to obtain ⁵⁴Cr beams is of special interest for further research.

Synthesis of organometallic substances is a rather nontrivial and laborious task from the point of view of organic chemistry. Complex compounds of uranium – uranocene and for titanium and chromium – dicyclopentadienyl derivatives are known. Their synthesis, especially titanium is rather laborious because of low yields in the final stage and instability of the obtained substances to light and atmospheric air. Improvement of synthesis conditions and yield enhancement are of paramount importance. Plans to synthesis uranium compounds, likely candidates for beam production by MIVOC method are under consideration.

Абдусамадзода Д., ЛЯР
(в связи с выборами на должность м.н.с.)

“Синтез летучих металлорганических соединений металлов для получения пучков ускоренных ионов методом MIVOC”

С увеличением интенсивности пучков и реализации программы исследований с использованием реакций с ⁴⁸Ca возрастает его потребность. Для удовлетворения возросшей потребности в радиохимической лаборатории разрабатывается новый стенд для получения металлического ⁴⁸Ca. Для продолжения исследований на ускорительном комплексе Фабрика Сверхтяжелых элементов необходимо наращивание интенсивности пучков более тяжелых ионов ⁵⁰Ti и ⁵⁴Cr, что требует интенсивного потока ионов из ЭЦР-источника в виде летучих соединений. Для обеспечения достаточного потока ионов при минимальном расходе исходного вещества требуется обеспечить высокое и стабильное давление паров ионизируемого соединения в ионизационной камере. С учетом всех требований, хорошо зарекомендовали себя металлоорганические комплексы, применяемые в рамках метода MIVOC, например, триметил(пентаметилциклопентадиенил)титан. Особую актуальность для дальнейших исследований представляет синтез металлорганических соединений хрома, для получения пучков ⁵⁴Cr. Синтез металлорганических веществ представляет собой достаточно нетривиальную и трудоемкую задачу с точки зрения органической химии. Известны комплексные соединения урана – ураноцен, а для титана и хрома – дициклопентадиенилпроизводные. Их синтез, особенно, титана, достаточно трудоемок из-за невысоких выходов в последней стадии и неустойчивости полученных препаратов к свету и атмосферному воздуху. Улучшение условий синтеза и повышение выходов являлется первостепенной задачей. Рассматриваются планы по проведению синтеза соединений урана – возможных кандидатов для получения пучков по методу MIVOC.