ダームスタチウム(英: darmstadtium [d??rm?stati?m, d??rm??tati?m])は、元素記号Ds、原子番号110の化学元素である。放射性が非常に高い人工元素で、最も安定な同位体であるダームスタチウム281の半減期は約12.7秒である。1994年にドイツ・ダルムシュタットの重イオン研究所で初めて合成され、都市の名前に因んで命名された。

周期表上では、dブロック元素である。第7周期元素、第10族元素であるが、第10族元素の白金の同族元素として振る舞うことを確認する化学実験は未だ行われていない。計算では、より軽い同族元素であるニッケル、パラジウム、白金と似た性質を持つとされる。
導入核融合反応の図示。2つの原子核が1つに融合し、1つの中性子を放出する。

重い[注釈 1]原子核は、2つの異なる原子核[注釈 2]の核融合反応により形成され、おおまかに、2つの原子核の質量の差が大きいほど、反応の可能性は高くなる[6]。重い方の原子核を持つ物質を標的とし、軽い原子核の粒子線を照射することで、2つの原子核が十分に接近すると、1つの原子核への融合が起こりうる。通常、陽電荷を持つ2つの原子核は、クーロンの法則により互いに反発する。原子核同士が非常に近づくときのみ、強い相互作用がこの反発力に打ち克つ。そのため、粒子線となる原子核の速度を、この反発力が無視できる程度まで、加速器で加速する必要がある。ただし、2つの原子核が融合するためには、2つの原子核が単に近づくだけでは不十分である。2つの原子核が近づいただけでは、通常、1つの原子核に融合するのではなく、10-20秒間だけ一緒に留まった後、離れていく（この時、反応前と同じ構成とは限らない）[7][8]。核融合が起こる場合、複合核と呼ばれる一時的な融合状態が励起状態となる。励起エネルギーを失い、より安定な状態に達すると、複合核は核分裂反応を起こすか、1つまたはいくつかの原子核の核破砕反応を起こして、エネルギーを持ち去る[注釈 3]。この事象は、最初の衝突の約10-16秒後に起こる[9][注釈 4]

粒子線が標的を通り過ぎると、次のチェンバーであるセパレーターに移送される。新しい原子核ができていると、この粒子線により運ばれる[12]。セパレーターでは、生成した原子核は他の原子核（粒子線の原子核やその他の反応生成物）から分離され[注釈 5]、表面障壁型半導体検出器に運ばれる。粒子はそこで停止し、検出器上での正確な衝突位置とそのエネルギー、到達時間が記録される[12]。移送には約10-6秒を必要とし、検出までに原子核はこの長時間を生き残る必要がある[15]。崩壊が起こると、原子核の位置、エネルギー、崩壊時間が再度記録される[12]。

原子核の安定性は、強い相互作用によってもたらされる。しかしそれが及ぶ範囲は非常に短く、原子核が大きくなるほど、最外殻の核子（陽子と中性子）が強い相互作用から受ける影響は小さくなっていく。同時に、陽子間の静電反発により原子核は引き裂かれ、これは範囲の制約がない[16]。そのため、重元素の原子核は、このような反発によるアルファ崩壊や自発核分裂[注釈 6]のようなモードが主要な崩壊過程になると理論的に予測されており[18]、これまで実際の観測もそれを裏付けてきた[19]。このような崩壊モードは、超重元素の原子核には支配的なものである。アルファ崩壊は、放出されたアルファ粒子により記録され、崩壊生成物は実際の崩壊前に容易に決定できる。一度の崩壊や連続した崩壊により既知の原子核が生成されると、計算により反応の出発点となる原子核が決定できる[注釈 7]。しかし、自発核分裂では生成物として様々な原子核が生じ、そのため、娘核からは、出発点となる原子核が決定できない[注釈 8]。

重い元素を合成しようとする物理学者が得られる情報は、このように検出器により収集される、粒子が検出器に衝突した距離、エネルギー、時間と、崩壊の際の同様の情報となる。物理学者はこのデータを分析し、これが新元素によって引き起こされたものであり、他の核種により引き起こされたものではないと結論付けようとする。しばしば、得られたデータは、新元素の生成を確定するには不十分なものであったり、解釈の誤りの元となりうる[注釈 9]。
歴史名前の由来となったダルムシュタットの街の中心部
発見

1994年11月9日にシグルド・ホフマンの指揮の下、ペーター・アルムブルスターとゴットフリート・ミュンツェンベルクが率いる重イオン研究所の国際チームによって初めて合成された。チームは、重イオン加速器中で鉛208の標的にニッケル62の加速した原子核を照射し、ダームスタチウム269の1つの原子核を検出した[29]。