Izotopy astatu - Isotopes of astatine

Hlavní izotopy astatu   ( 85 at)
Izotop Rozklad
hojnost poločas rozpadu ( t 1/2 ) režimu produkt
209 v syn 5,41 hod β + 209 Po
α 205 Bi
210 v syn 8,1 hod β + 210 Po
α 206 Bi
211 v syn 7,21 hod ε 211 Po
α 207 Bi

Astatin ( 85 At) má 39 známých izotopů , všechny jsou radioaktivní ; rozsah jejich hmotnostních čísel je od 191 do 229. Existuje také 24 známých metastabilních excitovaných stavů . Nejdelší izotop je 210 At, který má poločas rozpadu 8,1 hodiny; nejdelší izotop existující v přirozeně se vyskytujících rozpadových řetězcích je 219 At s poločasem rozpadu 56 sekund.

Seznam izotopů

Nuklid
Z N. Izotopová hmotnost ( Da )
Poločas rozpadu

Režim rozpadu


Izotop dcery

Točení a
parita
Izotopová
hojnost
Vzrušující energie
191 v 85 106 1,7 (+11−5) ms (1/2+)
191 m v 2,1 (+4–3) ms (7/2−)
192 v 85 107 192.00314 (28) 11,5 (0,6) ms α (99,79%) 188 Bi 3+#
β + , SF (0,21%) (rozličný)
192 m v 330 (90)# keV 88 (6) ms α (99,79%) 188m Bi (9-, 10−)
β + , SF (0,21%) (rozličný)
193 v 85 108 192.99984 (6) 28 (+5−4) ms α 189 Bi (1/2+)
193m1 v 50 keV 21 (5) ms (7/2−)
193m2 při 39 keV 27 (+4–5) ms (13/2+)
194 v 85 109 193.99873 (20) 286 (7) ms α 190 Bi (4-, 5-)
β + (vzácné) 194 Po
194 m v 480 (190) keV 323 (7) ms α 190 Bi (9-, 10-)
IT (vzácné) 194 v
195 v 85 110 194.996268 (10) 328 (20) ms α (75%) 191 Bi (1/2+)
β + (25%) 195 Po
195 m v 34 (7) keV 147 (5) ms (7/2-)
196 v 85 111 195.99579 (6) 253 (9) ms α (96%) 192 Bi (3+)
β + (4,0%) 196 Po
196m1 při −30 (80) keV 20# ms (10−)
196m2 při 157,9 (1) keV 11 μs (5+)
197 v 85 112 196.99319 (5) 0,390 (16) s α (96%) 193 Bi (9/2−)
β + (4,0%) 197 Po
197m v 52 (10) keV 2,0 (2) s (1/2+)
198 v 85 113 197,99284 (5) 4,2 (3) s α (94%) 194 Bi (3+)
β + (6%) 198 Po
198m v 330 (90)# keV 1,0 (2) s (10−)
199 v 85 114 198.99053 (5) 6,92 (13) s α (89%) 195 Bi (9/2−)
β + (11%) 199 Po
200 v 85 115 199.990351 (26) 43,2 (9) s α (57%) 196 Bi (3+)
β + (43%) 200 Po
200m1 při 112,7 (30) keV 47 odst. 1 s α (43%) 196 Bi (7+)
TO 200 v
β + 200 Po
200m2 při 344 (3) keV 3,5 (2) s (10−)
201 v 85 116 200.988417 (9) 85 odst. 3 s α (71%) 197 Bi (9/2−)
β + (29%) 201 Po
202 v 85 117 201.98863 (3) 184 odst. 1 s β + (88%) 202 Po (2, 3)+
α (12%) 198 Bi
202m1 při 190 (40) keV 182 odst. 2 s (7+)
202m2 při 580 (40) keV 460 (50) ms (10−)
203 v 85 118 202.986942 (13) 7,37 (13) min β + (69%) 203 Po 9/2−
α (31%) 199 Bi
204 v 85 119 203.987251 (26) 9,2 (2) min β + (96%) 204 Po 7+
α (3,8%) 200 Bi
204 m v 587,30 (20) keV 108 (10) ms TO 204 v (10−)
205 v 85 120 204.986074 (16) 26,2 (5) min β + (90%) 205 Po 9/2−
α (10%) 201 Bi
205 m v 2339,65 (23) keV 7,76 (14) μs 29/2+
206 v 85 121 205.986667 (22) 30,6 (13) min β + (99,11%) 206 Po (5)+
α (0,9%) 202 Bi
206 m v 807 (3) keV 410 (80) ns (10) -
207 v 85 122 206.985784 (23) 1,80 (4) h β + (91%) 207 Po 9/2−
α (8,6%) 203 Bi
208 v 85 123 207.986590 (28) 1,63 (3) h β + (99,5%) 208 Po 6+
α (0,55%) 204 Bi
209 v 85 124 208.986173 (8) 5,41 (5) h β + (96%) 209 Po 9/2−
α (4,0%) 205 Bi
210 v 85 125 209.987148 (8) 8,1 (4) h β + (99,8%) 210 Po (5)+
α (0,18%) 206 Bi
210m1 při 2549,6 (2) keV 482 (6) μs (15) -
210m2 při 4027,7 (2) keV 5,66 (7) μs (19)+
211 v 85 126 210,9874963 (30) 7,144 (7) h ES (58,2%) 211 Po 9/2−
α (42%) 207 Bi
212 v 85 127 211.990745 (8) 0,314 (2) s α (99,95%) 208 Bi (1−)
β + (0,05%) 212 Po
β - (2 × 10 −6 %) 212 Rn
212m1 při 223 (7) keV 0,119 (3) s α (99%) 208 Bi (9−)
IT (1%) 212 v
212m2 při 4771,6 (11) keV 152 (5) μs (25−)
213 v 85 128 212.992937 (5) 125 (6) ns α 209 Bi 9/2−
214 v 85 129 213.996372 (5) 558 (10) ns α 210 Bi 1−
214m1 při 59 (9) keV 265 (30) ns
214m2 při 231 (6) keV 760 (15) ns 9−
215 v 85 130 214.998653 (7) 0,10 (2) ms α 211 Bi 9/2− Stopa
216 v 85 131 216.002423 (4) 0,30 (3) ms α (99,99%) 212 Bi 1−
β - (0,006%) 216 Rn
EC (3 × 10 - 7 %) 216 Po
216 m v 413 (5) keV 100# μs (9−)
217 v 85 132 217.004719 (5) 32,3 (4) ms α (99,98%) 213 Bi 9/2− Stopa
β - (.012%) 217 Rn
218 v 85 133 218.008694 (12) 1,5 (3) s α (99,9%) 214 Bi 1–# Stopa
β - (0,10%) 218 Rn
219 v 85 134 219.011162 (4) 56 odst. 3 s α (97%) 215 Bi (9/2-) Stopa
β - (3,0%) 219 Rn
220 v 85 135 220.01541 (6) 3,71 (4) min β - (92%) 220 Rn 3 ( -#)
α (8,0%) 216 Bi
221 v 85 136 221.01805 (21)# 2,3 (2) min β - 221 Rn 3/2−#
222 v 85 137 222.02233 (32)# 54 odst. 10 s β - 222 Rn
223 v 85 138 223.02519 (43)# 50 (7) s β - 223 Rn 3/2−#
224 v 85 139 224.02975 (22)# 2,5 (1,5) min β - 224 Rn
Záhlaví a zápatí této tabulky:
  1. ^ m At - vzrušený jaderný izomer .
  2. ^ () - Nejistota (1 σ ) je uvedena ve stručné formě v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
  3. ^ # - Atomová hmotnost označená #: hodnota a nejistota nepocházející z čistě experimentálních dat, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS).
  4. ^ Režimy rozpadu:
    ES: Zachycení elektronu
    TO: Izomerní přechod
  5. ^ () hodnota rotace - označuje rotaci se slabými argumenty přiřazení.
  6. ^ a b # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních dat, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN).
  7. ^ B Meziprodukt produkt rozpadu ze 235 U
  8. ^ Meziprodukt rozpadu 237 Np
  9. ^ Meziprodukt rozpadu 238 U

Alfa rozpad

Hromadné
číslo
Hromadný
přebytek
Hromadný
přebytek
dcery
Průměrná
energie
alfa
rozpadu
Poločas rozpadu Pravděpodobnost rozpadu
alfa
Poločas
rozpadu alfa
207 −13,243 MeV −19,116 MeV 5,873 MeV 1,80 hod 8,6 % 20.9 hod
208 −12,491 MeV −18,243 MeV 5,752 MeV 1,63 hod 0,55 % 12,3 d
209 −12,880 MeV −18,638 MeV 5,758 MeV 5,41 hod 4,1 % 5,5 d
210 −11,972 MeV −17,604 MeV 5,632 MeV 8,1 hod 0,175 % 193 d
211 −11,647 MeV −17,630 MeV 5,983 MeV 7,21 hod 41,8 % 17,2 hod
212 -8,621 MeV −16,436 MeV 7,825 MeV 0,31 s ≈100% 0,31 s
213 −6,579 MeV −15,834 MeV 9,255 MeV 125 ns 100 % 125 ns
214 −3,380 MeV −12,366 MeV 8,986 MeV 558 ns 100 % 558 ns
219 10,397 MeV 4,073 MeV 6,324 MeV 56 s 97 % 58 s
220 14,350 MeV 8,298 MeV 6,052 MeV 3,71 min 8 % 46,4 min
221 16,810 MeV 11,244 MeV 5,566 MeV 2,3 min experimentálně
alfa stabilní

Astatin má 23 jaderných izomerů (jádra s jedním nebo více nukleony  - protony nebo neutrony  - v excitovaném stavu ). Jaderný izomer může být také nazýván „ meta -stav“; to znamená, že systém má více vnitřní energie než „ základní stav “ (stav s nejnižší možnou vnitřní energií), takže je pravděpodobné, že se první rozpadne na druhé. Pro každý izotop může existovat více než jeden izomer. Nejstabilnější z nich je astat-202m1, který má poločas rozpadu přibližně 3 minuty; to je delší než u všech základních stavů kromě izotopů 203–211 a 220. Nejméně stabilní je astat-214m1; jeho poločas rozpadu 265 ns je kratší než u všech základních stavů kromě astatu-213.

Energie rozpadu alfa sleduje stejný trend jako u jiných těžkých prvků. Lehčí izotopy astatu mají poměrně vysoké energie rozpadu alfa, které se snižují, jak se jádra stávají těžšími. Astatin-211 má však výrazně vyšší energii než předchozí izotop; má jádro se 126 neutrony a 126 je magické číslo (odpovídá naplněnému neutronovému obalu). Přestože má podobný poločas rozpadu jako předchozí izotop (8,1 hodiny pro astat-210 a 7,2 hodiny pro astat-211), pravděpodobnost rozpadu alfa je mnohem vyšší: 41,8 procenta oproti pouhých 0,18 procenta. Dva následující izotopy uvolňují ještě více energie, přičemž astat-213 uvolňuje nejvyšší množství energie ze všech izotopů astatu. Z tohoto důvodu je to nejkratší izotop astatu. I když těžší izotopy astatu uvolňují méně energie, žádný izotop astatu s dlouhou životností neexistuje; k tomu dochází kvůli rostoucí roli rozpadu beta . Tento režim rozpadu je zvláště důležitý pro astat: již v roce 1950 se předpokládalo, že prvek nemá žádné beta-stabilní izotopy (tj. Takové, které nepodléhají beta rozpadu vůbec), ačkoli měření jaderné hmotnosti ukazuje, že 215 At je ve skutečnosti beta-stabilní, protože má nejnižší hmotnost ze všech izobarů s A = 215. Režim beta rozpadu byl nalezen pro všechny ostatní astatinové izotopy kromě astatinu-213, astatinu-214 a astatinu-216m. Mezi další izotopy: astat-210 a lehčí izotopy se rozpadají emisí pozitronu ; astat-216 a těžší izotopy podléhají beta rozpadu ; astat-212 se může rozkládat v obou směrech; a místo toho se astat-211 rozkládá zachycováním elektronů .

Nejstabilnějším izotopem astatinu je astat-210, který má poločas rozpadu přibližně 8,1 hodiny. Primárním režimem rozpadu tohoto izotopu je emise pozitronů do relativně dlouhého zářiče alfa, polonia-210 . Celkově má ​​pouze pět izotopů astatu poločasy přesahující jednu hodinu: mezi 207 a 211. Nejméně stabilním izotopem základního stavu je astat-213, s poločasem rozpadu přibližně 125 nanosekund . Prochází alfa rozpadem na extrémně dlouhý (v praxi stabilní) izotopový bismut-209 .

Viz také

Reference

  1. ^ a b c d Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), „The N UBASE evaluation of Nuclear and Decact Properties“ , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10,1016/j.nuclphysa.2003.11 0,001
  2. ^ a b c d e Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), „The N UBASE evaluation of Nuclear and Decact Properties“ , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10,1016/j.nuclphysa.2003.11 0,001
  3. ^ a b c Lavrukhina & Pozdnyakov 1966 , s. 232.
  4. ^ Rankama, Kalervo (1956). Izotopová geologie (2. vyd.). Pergamon Press. p. 403. ISBN 978-0-470-70800-2.
  5. ^ Audi, G .; Kondev, FG; Wang, M .; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). „Hodnocení jaderných vlastností NUBASE2016“ (PDF) . Čínský Physics C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10,1088/1674-1137/41/3/030001 .