Izotopy olova - Isotopes of lead
Množství izotopů se velmi liší podle vzorku
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomová hmotnost R, standardní (Pb) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Olovo ( 82 Pb) má čtyři stabilní izotopy : 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb. Olovo-204 je zcela prvotní nuklid a není radiogenním nuklidem . Tři izotopy olovo-206, olovo-207 a olovo-208 představují konce tří rozpadových řetězců : uranová řada (nebo radiová řada), aktiniová řada a thoriová řada ; čtvrtý rozpadový řetězec, řada neptunia , končí izotopem thalia 205 Tl. Tři řady zakončené olovem představují produkty rozpadu řetězce prvotřídních prvotních 238 U , 235 U a 232 Th . Každý z nich se však také do určité míry vyskytuje jako prvotní izotopy, které byly vyrobeny v supernovách, spíše než radiogenně jako dceřiné produkty. Fixní poměr olova-204 k prvotním množstvím ostatních izotopů olova může být použit jako základní linie pro odhad extra množství radiogenního olova přítomného v horninách v důsledku rozpadu z uranu a thoria. (Viz seznamování olova a olova a seznamování uranu a olova ).
Nejdelší radioizotopy mají 205 Pb s poločasem 17,3 milionu let a 202 Pb s poločasem 52 500 let. Přirozeně se vyskytující radioizotop s kratší životností, 210 Pb s poločasem 22,3 roku, je užitečný pro studium sedimentační chronologie vzorků prostředí na časových stupnicích kratších než 100 let.
Relativní zastoupení čtyř stabilních izotopů je přibližně 1,5%, 24%, 22% a 52,5%, přičemž se získá standardní atomová hmotnost (průměrná stabilita stabilních izotopů) 207,2 (1). Olovo je prvek s nejtěžším stabilním izotopem, 208 Pb. (Masivnější 209 Bi , dlouho považovaný za stabilní, má ve skutečnosti poločas 2,01 × 10 19 let.) Celkově je nyní známo 43 izotopů olova, včetně velmi nestabilních syntetických druhů.
Ve svém plně ionizovaném stavu se izotop 205 Pb rovněž stává stabilním.
Seznam izotopů
Nuklid |
Historický název |
Z | N |
Izotopová hmotnost ( Da ) |
Poločas rozpadu |
Režim rozpadu |
Dcera izotop |
Točení a parita |
Přirozené množství (molární zlomek) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Budicí energie | Normální poměr | Rozsah variací | ||||||||
178 Pb | 82 | 96 | 178.003830 (26) | 0,23 (15) ms | α | 174 Hg | 0+ | |||
179 Pb | 82 | 97 | 179.00215 (21) # | 3,9 (1,1) ms | α | 175 Hg | (9 / 2−) | |||
180 Pb | 82 | 98 | 179,997918 (22) | 4,5 (11) ms | α | 176 Hg | 0+ | |||
181 Pb | 82 | 99 | 180,99662 (10) | 45 (20) ms | α (98%) | 177 Hg | (9 / 2−) | |||
β + (2%) | 181 Tl | |||||||||
182 Pb | 82 | 100 | 181.992672 (15) | 60 (40) ms [55 (+ 40−35) ms] |
α (98%) | 178 Hg | 0+ | |||
β + (2%) | 182 Tl | |||||||||
183 Pb | 82 | 101 | 182.99187 (3) | 535 (30) ms | α (94%) | 179 Hg | (3 / 2−) | |||
β + (6%) | 183 Tl | |||||||||
183 m Pb | 94 (8) keV | 415 (20) ms | α | 179 Hg | (13/2 +) | |||||
β + (vzácné) | 183 Tl | |||||||||
184 Pb | 82 | 102 | 183.988142 (15) | 490 (25) ms | α | 180 Hg | 0+ | |||
β + (vzácné) | 184 Tl | |||||||||
185 Pb | 82 | 103 | 184.987610 (17) | 6,3 (4) s | α | 181 Hg | 3 / 2− | |||
β + (vzácné) | 185 Tl | |||||||||
185 m Pb | 60 (40) # keV | 4,07 (15) s | α | 181 Hg | 13/2 + | |||||
β + (vzácné) | 185 Tl | |||||||||
186 Pb | 82 | 104 | 185.984239 (12) | 4,82 (3) s | α (56%) | 182 Hg | 0+ | |||
β + (44%) | 186 Tl | |||||||||
187 Pb | 82 | 105 | 186.983918 (9) | 15.2 (3) s | β + | 187 Tl | (3 / 2−) | |||
α | 183 Hg | |||||||||
187 m Pb | 11 (11) keV | 18,3 odst. 3 písm | β + (98%) | 187 Tl | (13/2 +) | |||||
α (2%) | 183 Hg | |||||||||
188 Pb | 82 | 106 | 187.980874 (11) | 25,5 (1) s | β + (91,5%) | 188 Tl | 0+ | |||
α (8,5%) | 184 Hg | |||||||||
188m1 Pb | 2578,2 (7) keV | 830 (210) ns | (8−) | |||||||
188m2 Pb | 2800 (50) keV | 797 (21) ns | ||||||||
189 Pb | 82 | 107 | 188.98081 (4) | 51 odst. 3 písm | β + | 189 Tl | (3 / 2−) | |||
189m1 Pb | 40 (30) # keV | 50,5 (2,1) s | β + (99,6%) | 189 Tl | 13/2 + | |||||
α (0,4%) | 185 Hg | |||||||||
189m2 Pb | 2475 (30) # keV | 26 (5) μs | (10) + | |||||||
190 Pb | 82 | 108 | 189.978082 (13) | 71 odst. 1 písm | β + (99,1%) | 190 Tl | 0+ | |||
α (0,9%) | 186 Hg | |||||||||
190m1 Pb | 2614,8 (8) keV | 150 ns | (10) + | |||||||
190m2 Pb | 2618 (20) keV | 25 μs | (12+) | |||||||
190 m3 Pb | 2658.2 (8) keV | 7,2 (6) μs | (11) - | |||||||
191 Pb | 82 | 109 | 190.97827 (4) | Min. 1,33 (8) | β + (99,987%) | 191 Tl | (3 / 2−) | |||
α (0,013%) | 187 Hg | |||||||||
191 m Pb | 20 (50) keV | 2,18 (8) min | β + (99,98%) | 191 Tl | 13/2 (+) | |||||
α (0,02%) | 187 Hg | |||||||||
192 Pb | 82 | 110 | 191.975785 (14) | 3,5 (1) min | β + (99,99%) | 192 Tl | 0+ | |||
α (0,0061%) | 188 Hg | |||||||||
192m1 Pb | 2581,1 (1) keV | 164 (7) ns | (10) + | |||||||
192 m2 Pb | 2625,1 (11) keV | 1,1 (5) μs | (12+) | |||||||
192 m3 Pb | 2743,5 (4) keV | 756 (21) ns | (11) - | |||||||
193 Pb | 82 | 111 | 192.97617 (5) | 5 minut | β + | 193 Tl | (3 / 2−) | |||
193m1 Pb | 130 (80) # keV | 5,8 (2) min | β + | 193 Tl | 13/2 (+) | |||||
193m2 Pb | 2612,5 (5) + X keV | 135 (+ 25−15) ns | (33/2 +) | |||||||
194 Pb | 82 | 112 | 193.974012 (19) | 12,0 (5) min | β + (100%) | 194 Tl | 0+ | |||
α (7,3 × 10 −6 %) | 190 Hg | |||||||||
195 Pb | 82 | 113 | 194,974542 (25) | ~ 15 min | β + | 195 Tl | 3/2 # - | |||
195m1 Pb | 202,9 (7) keV | 15,0 (12) min | β + | 195 Tl | 13/2 + | |||||
195m2 Pb | 1759.0 (7) keV | 10,0 (7) μs | 21 / 2− | |||||||
196 Pb | 82 | 114 | 195.972774 (15) | 37 (3) min | β + | 196 Tl | 0+ | |||
α (3 × 10 −5 %) | 192 Hg | |||||||||
196m1 Pb | 1049,20 (9) keV | <100 ns | 2+ | |||||||
196m2 Pb | 1738,27 (12) keV | <1 μs | 4+ | |||||||
196 m3 Pb | 1797,51 (14) keV | 140 (14) ns | 5− | |||||||
196m4 Pb | 2693,5 (5) keV | 270 (4) ns | (12+) | |||||||
197 Pb | 82 | 115 | 196.973431 (6) | 8,1 (17) min | β + | 197 Tl | 3 / 2− | |||
197m1 Pb | 319,31 (11) keV | 42,9 (9) min | β + (81%) | 197 Tl | 13/2 + | |||||
IT (19%) | 197 Pb | |||||||||
α (3 × 10 −4 %) | 193 Hg | |||||||||
197m2 Pb | 1914.10 (25) keV | 1,15 (20) μs | 21 / 2− | |||||||
198 Pb | 82 | 116 | 197.972034 (16) | 2,4 (1) h | β + | 198 Tl | 0+ | |||
198m1 Pb | 2141.4 (4) keV | 4,19 (10) μs | (7) - | |||||||
198 m2 Pb | 2231,4 (5) keV | 137 (10) ns | (9) - | |||||||
198 m3 Pb | 2820,5 (7) keV | 212 (4) ns | (12) + | |||||||
199 Pb | 82 | 117 | 198,972917 (28) | 90 (10) min | β + | 199 Tl | 3 / 2− | |||
199m1 Pb | 429,5 (27) keV | 12,2 (3) min | IT (93%) | 199 Pb | (13/2 +) | |||||
β + (7%) | 199 Tl | |||||||||
199m2 Pb | 2563,8 (27) keV | 10,1 (2) μs | (29 / 2−) | |||||||
200 Pb | 82 | 118 | 199,971827 (12) | 21,5 (4) h | β + | 200 Tl | 0+ | |||
201 Pb | 82 | 119 | 200,972885 (24) | 9,33 (3) h | EC (99%) | 201 Tl | 5 / 2− | |||
β + (1%) | ||||||||||
201m1 Pb | 629,14 (17) keV | 61 odst. 2 písm | 13/2 + | |||||||
201 m2 Pb | 2718,5 + X keV | 508 (5) ns | (29 / 2−) | |||||||
202 Pb | 82 | 120 | 201,972159 (9) | 5,25 (28) × 10 4 r | EC (99%) | 202 Tl | 0+ | |||
α (1%) | 198 Hg | |||||||||
202m1 Pb | 2169,83 (7) keV | 3,53 (1) h | IT (90,5%) | 202 Pb | 9− | |||||
EC (9,5%) | 202 Tl | |||||||||
202m2 Pb | 4142,9 (11) keV | 110 (5) ns | (16+) | |||||||
202m3 Pb | 5345,9 (13) keV | 107 (5) ns | (19−) | |||||||
203 Pb | 82 | 121 | 202.973391 (7) | 51,873 (9) h | ES | 203 Tl | 5 / 2− | |||
203m1 Pb | 825,20 (9) keV | 6,21 (8) s | TO | 203 Pb | 13/2 + | |||||
203m2 Pb | 2949,47 (22) keV | 480 (7) ms | 29 / 2− | |||||||
203m3 Pb | 2923,4 + X keV | 122 (4) ns | (25 / 2−) | |||||||
204 Pb | 82 | 122 | 203.9730436 (13) | Pozorovatelně stabilní | 0+ | 0,014 (1) | 0,0104–0,0165 | |||
204m1 Pb | 1274,00 (4) keV | 265 (10) ns | 4+ | |||||||
204m2 Pb | 2185,79 (5) keV | 67,2 (3) min | 9− | |||||||
204m3 Pb | 2264,33 (4) keV | 0,45 (+ 10–3) μs | 7− | |||||||
205 Pb | 82 | 123 | 204.9744818 (13) | 1,73 (7) × 10 7 r | ES | 205 Tl | 5 / 2− | |||
205m1 Pb | 2,329 (7) keV | 24,2 (4) μs | 1 / 2− | |||||||
205m2 Pb | 1013,839 (13) keV | 5,55 (2) ms | 13/2 + | |||||||
205 m3 Pb | 3195,7 (5) keV | 217 (5) ns | 25 / 2− | |||||||
206 Pb | Radium G. | 82 | 124 | 205.9744653 (13) | Pozorovatelně stabilní | 0+ | 0,241 (1) | 0,2084–0,2748 | ||
206m1 Pb | 2200,14 (4) keV | 125 (2) μs | 7− | |||||||
206m2 Pb | 4027,3 (7) keV | 202 (3) ns | 12+ | |||||||
207 Pb | Actinium D | 82 | 125 | 206.9758969 (13) | Pozorovatelně stabilní | 1 / 2− | 0,221 (1) | 0,1762–0,2365 | ||
207 m Pb | 1633,368 (5) keV | 806 (6) ms | TO | 207 Pb | 13/2 + | |||||
208 Pb | Thorium D | 82 | 126 | 207.9766521 (13) | Pozorovatelně stabilní | 0+ | 0,524 (1) | 0,5128–0,5621 | ||
208 m Pb | 4895 (2) keV | 500 (10) ns | 10+ | |||||||
209 Pb | 82 | 127 | 208.9810901 (19) | 3,253 (14) h | β - | 209 Bi | 9/2 + | Stopa | ||
210 Pb | Radium D Radiolead Rádiový vodič |
82 | 128 | 209.9841885 (16) | 22,3 (22) r | β - (100%) | 210 Bi | 0+ | Stopa | |
α (1,9 × 10 −6 %) | 206 Hg | |||||||||
210m Pb | 1278 (5) keV | 201 (17) ns | 8+ | |||||||
211 Pb | Actinium B | 82 | 129 | 210,9887370 (29) | 36,1 (2) min | β - | 211 Bi | 9/2 + | Stopa | |
212 Pb | Thorium B | 82 | 130 | 211.9918975 (24) | 10,64 (1) h | β - | 212 Bi | 0+ | Stopa | |
212 m Pb | 1335 (10) keV | 6,0 (0,8) μs | TO | 212 Pb | (8+) | |||||
213 Pb | 82 | 131 | 212.996581 (8) | 10,2 (3) min | β - | 213 Bi | (9/2 +) | |||
214 Pb | Radium B. | 82 | 132 | 213.9998054 (26) | 26,8 (9) min | β - | 214 Bi | 0+ | Stopa | |
214 m Pb | 1420 (20) keV | 6,2 (0,3) μs | TO | 212 Pb | 8 + # | |||||
215 Pb | 82 | 133 | 215,004660 (60) | 2,34 (0,19) min | β - | 215 Bi | 9/2 + # | |||
216 Pb | 82 | 134 | 216.008030 (210) # | 1,65 (0,2) min | β - | 216 Bi | 0+ | |||
216 m Pb | 1514 (20) keV | 400 (40) ns | TO | 216 Pb | 8 + # | |||||
217 Pb | 82 | 135 | 217.013140 (320) # | 20 (5) s | β - | 217 Bi | 9/2 + # | |||
218 Pb | 82 | 136 | 218.016590 (320) # | 15 odst. 7 písm | β - | 218 Bi | 0+ |
- ^ m Pb - vzrušený jaderný izomer .
- ^ () - Nejistota (1 σ ) je uvedena stručně v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
- ^ # - Atomová hmotnost označená #: hodnota a nejistota odvozené nikoli z čistě experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS).
-
^
Režimy rozpadu:
ES: Zachycení elektronů TO: Izomerní přechod - ^ Tučné kurzíva symbol jako dcera - Dceřiný produkt je téměř stabilní.
- ^ Tučný symbol jako dcera - produkt dcery je stabilní.
- ^ () hodnota rotace - označuje rotaci se slabými argumenty přiřazení.
- ^ a b # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN).
- ^ a b c Používá se v seznamování olovo - olovo
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 200 Hg s poločasem rozpadu 1,4 × 10 20 let
- ^ Konečný produkt rozpadu řetězce rozpadu 4n + 2 ( série Radium nebo Uran )
- ^ Kuhn, W. (1929). „LXVIII. Rozptyl záření thoria C γ γ radiem G a běžným olovem“. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 8 (52): 628. doi : 10,1080 / 14786441108564923 .
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 202 Hg s poločasem rozpadu 2,5 × 10 21 let
- ^ Konečný produkt rozpadu řetězce rozpadu 4n + 3 ( řada Actinium )
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 203 Hg s poločasem rozpadu 1,9 × 10 21 let
- ^ Konečný produkt rozpadu řetězce rozpadu 4n ( řada Thorium )
- ^ Nejtěžší pozorovatelně stabilní nuklid, předpokládá se, že podléhá rozkladu α na 204 Hg s poločasem nad 2,6 × 10 21 let
- ^ Produkt meziproduktu rozpadu 237 Np
- ^ B Meziprodukt produkt rozpadu ze 238 U
- ^ Meziprodukt produkt rozpadu ze 235 U
- ^ Meziprodukt produkt rozpadu z 232 Th
Olovo-206
206 Pb je posledním krokem v řetězci rozpadu 238 U , „radium series“ nebo „uran series“. V uzavřeném systému se v průběhu času bude daná hmotnost 238 U rozpadat v posloupnosti kroků, které vyvrcholí 206 Pb. Výroba meziproduktů nakonec dosáhne rovnováhy (i když to trvá dlouho, protože poločas 234 U je 245 500 let). Jakmile je dosaženo tohoto stabilizovaného systému, poměr 238 U k 206 Pb se bude neustále snižovat, zatímco vzájemné poměry ostatních meziproduktů zůstávají konstantní.
Protože většina radioizotopy nalézt v radiové řady, 206 Pb byl původně pojmenován jako variace radia, konkrétně radia G . Jedná se o produkt rozpadu jak 210 Po (historicky nazývaného radium F ) rozpadem alfa , tak mnohem vzácnější 206 Tl ( radium E II ) rozpadem beta .
Olovo-206 bylo navrženo pro použití v chladicím médiu pro rychlé štěpení jaderného štěpení nad použitím směsi přírodního olova (která zahrnuje také další stabilní izotopy olova) jako mechanismu pro zlepšení neutronové ekonomiky a výrazné potlačení nežádoucí produkce vysoce radioaktivních vedlejších produktů.
Olovo-204, -207 a -208
204 Pb je zcela prvotní , a je tedy užitečné pro odhad podílu ostatních izotopů olova v daném vzorku, které jsou také prvotní, protože relativní podíly různých prvotních izotopů olova jsou všude konstantní. Jakýkoli přebytek olova-206, -207 a -208 se proto považuje za radiogenní původ, což umožňuje použití různých schémat datování uranu a thoria k odhadu stáří hornin (času od jejich vzniku) na základě relativního množství olova -204 k jiným izotopům.
207 Pb je konec aktiniové řady od 235 U .
208 Pb je konec thoria série od 232 Th . I když na většině míst na Zemi tvoří pouze přibližně polovinu složení olova, lze jej přirozeně najít v thoriových rudách až 90%. 208 Pb je nejtěžší známý stabilní izotop jakéhokoli prvku a také nejtěžší známé dvojnásobně magické jádro, protože Z = 82 a N = 126 odpovídají uzavřeným jaderným skořápkám . V důsledku této obzvláště stabilní konfigurace je jeho průřez zachycením neutronů velmi nízký (dokonce menší než průřez deuteria v tepelném spektru), což ho činí zajímavým pro olovem chlazené rychlé reaktory .
Reference
Hmotnosti izotopů z:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), „Hodnocení N UBASE vlastností jader a rozkladu“ , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10,1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001 CS1 maint: discouraged parameter ( link )
Izotopové složení a standardní atomové hmotnosti z:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Atomové váhy prvků. Recenze 2000 (Technická zpráva IUPAC)" . Čistá a aplikovaná chemie . 75 (6): 683–800. doi : 10,1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Atomová hmotnost prvků 2005 (technická zpráva IUPAC)" . Čistá a aplikovaná chemie . 78 (11): 2051–2066. doi : 10,1351 / pac200678112051 . Shrnutí ležel .
Údaje o poločasu rozpadu, spinu a izomeru vybrané z následujících zdrojů.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), „Hodnocení N UBASE vlastností jader a rozkladu“ , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10,1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001 CS1 maint: discouraged parameter ( link )
- Národní jaderné datové centrum . "NuDat 2.x databáze" . Brookhaven National Laboratory .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabulka izotopů". V Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .