stringtranslate.com

Изотопы астата

Астат ( 85 At) имеет 41 известный изотоп , все из которых радиоактивны ; их массовые числа находятся в диапазоне от 188 до 229 (хотя 189 At не обнаружен). Также известно 24 метастабильных возбужденных состояния . Самый долгоживущий изотоп — 210 At, период полураспада которого составляет 8,1 часа; самый долгоживущий изотоп, существующий в естественных цепочках распада, — 219 At с периодом полураспада 56 секунд.

Список изотопов


  1. ^ m At – Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) приводится в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # – Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из тенденций от поверхности массы (TMS).
  4. ^ Способы распада:
  5. ^ Жирный курсивный символ как дочерний – Дочерний продукт почти стабилен.
  6. ^ ( ) значение спина – указывает спин со слабыми аргументами присваивания.
  7. ^ ab # – Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из тенденций соседних нуклидов (TNN).
  8. ^ Теоретически способен к β + распаду до 212 Po или β − распаду до 212 Rn [5] [1] [6]
  9. ^ Теоретически способен захватывать электроны на 213 Po [7]
  10. ^ ab Теоретически возможен изомерный переход в 214 At [1]
  11. ^ ab Промежуточный продукт распада 235 U
  12. ^ Теоретически возможен захват электронов до 216 Po или β − распад до 216 Rn [5] [1] [8]
  13. ^ Промежуточный продукт распада 237 Np
  14. ^ Промежуточный продукт распада 238 U

Альфа-распад

Астат имеет 23 ядерных изомера (ядра с одним или несколькими нуклонами  – протонами или нейтронами  – в возбужденном состоянии ). Ядерный изомер также может быть назван « мета -состоянием»; это означает, что система имеет больше внутренней энергии , чем « основное состояние » (состояние с минимально возможной внутренней энергией), что делает первый вероятным распадом во второй. Для каждого изотопа может быть более одного изомера. Самым стабильным из них является астат-202m1, [c] , период полураспада которого составляет около 3 минут; это больше, чем у всех основных состояний, за исключением изотопов 203–211 и 220. Наименее стабильным является астат-214m1; его период полураспада 265 нс короче, чем у всех основных состояний, за исключением астата-213. [5]

Энергия альфа-распада следует той же тенденции, что и для других тяжелых элементов. [10] Более легкие изотопы астата имеют довольно высокие энергии альфа-распада, которые становятся ниже по мере того, как ядра становятся тяжелее. Однако астат-211 имеет значительно более высокую энергию, чем предыдущий изотоп; он имеет ядро ​​со 126 нейтронами, а 126 — это магическое число (соответствующее заполненной нейтронной оболочке). Несмотря на то, что у него такое же время полураспада, как у предыдущего изотопа (8,1 часа для астата-210 и 7,2 часа для астата-211), вероятность альфа-распада для последнего намного выше: 41,8 процента против всего лишь 0,18 процента. [5] [d] Два следующих изотопа выделяют еще больше энергии, причем астат-213 выделяет наибольшее количество энергии из всех изотопов астата. По этой причине это самый короткоживущий изотоп астата. [10] Несмотря на то, что более тяжелые изотопы астата выделяют меньше энергии, долгоживущего изотопа астата не существует; это происходит из-за возрастающей роли бета-распада . [10] Этот режим распада особенно важен для астата: еще в 1950 году было постулировано, что у элемента нет бета-стабильных изотопов (т. е. тех, которые вообще не подвергаются бета-распаду), [11] хотя измерения ядерной массы показывают, что 215At на самом деле является бета-стабильным, так как имеет самую низкую массу из всех изобар с A = 215. [12] Режим бета-распада был обнаружен для всех других изотопов астата, за исключением 212-216At и их изомеров. [5] [1] Среди других изотопов: астат-210 и более легкие изотопы распадаются путем испускания позитронов ; астат-217 и более тяжелые изотопы подвергаются бета-распаду ; и астат-211 распадается путем захвата электронов . [5] Ожидается, что астат-212 и астат-216 будут распадаться в любом случае.

Наиболее стабильным изотопом астата является астат-210, период полураспада которого составляет около 8,1 часа. Основной режим распада этого изотопа — испускание позитронов в относительно долгоживущий альфа-излучатель, полоний-210 . Всего лишь пять изотопов астата имеют период полураспада, превышающий один час: между 207 и 211. Наименее стабильным изотопом в основном состоянии является астат-213 с периодом полураспада около 125 наносекунд . Он подвергается альфа-распаду в чрезвычайно долгоживущий (на практике стабильный) изотоп висмут-209 . [5]

Смотрите также

  1. ^ В таблице под словами «избыток массы» указаны энергетические эквиваленты, а не реальные избытки массы; «дочерняя избыток массы» означает энергетический эквивалент суммы избытков массы дочерней частицы изотопа и альфа-частицы; «период полураспада при альфа-распаде» относится к периоду полураспада, если опущены моды распада, отличные от альфа.
  2. ^ Поскольку не было показано, что астат-221 подвергается альфа-распаду, энергия альфа-распада является теоретической. Значение избытка массы рассчитывается, а не измеряется.
  3. ^ "m1" означает, что это состояние изотопа является следующим возможным выше – энергия больше, чем – основного состояния. "m2" и подобные обозначения относятся к более высоким энергетическим состояниям. Номер может быть опущен, если есть только одно хорошо установленное метасостояние, например, астат-216m. Обратите внимание, что существуют и другие методы обозначения.
  4. ^ Это означает, что если исключить другие виды распада, кроме альфа, то астат-210 имеет период полураспада альфа 4628,6 часов (128,9 дней), а астат-211 имеет период полураспада 17,2 часа (0,9 дней). Таким образом, астат-211 менее стабилен к альфа-распаду, чем более легкий изотоп, и с большей вероятностью подвергнется альфа-распаду за тот же период времени.

Ссылки

  1. ^ abcdef Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "Оценка ядерных свойств NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  2. ^ Аб Кокконен, Хна. «Свойства распада новых изотопов 188At и 190At» (PDF) . Университет Ювяскюля . Проверено 8 июня 2023 г.
  3. ^ Кеттунен, Х.; Энквист, Т.; Гран, Т.; Гринлис, штат Пенсильвания; Джонс, П.; Жюлин, Р.; Юутинен, С.; Кинан, А.; Куусиниеми, П.; Лейно, М.; Леппянен, А.-П.; Ниеминен, П.; Пакаринен, Дж.; Ракила, П.; Ууситало, Дж. (1 августа 2003 г.). «Исследование альфа-распада новых изотопов 191At и 193At» (PDF) . Европейский физический журнал А-Адроны и ядра . 17 (4): 537–558. Бибкод : 2003EPJA...17..537K. дои : 10.1140/epja/i2002-10162-1. ISSN  1434-601X. S2CID  122384851. Получено 23 июня 2023 г.
  4. ^ abcdef Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (1 марта 2021 г.). "Оценка ядерно-физических свойств NUBASE2020 *". Chinese Physics C, High Energy Physics and Nuclear Physics . 45 (3): 030001. Bibcode :2021ChPhC..45c0001K. doi : 10.1088/1674-1137/abddae . ISSN  1674-1137. OSTI  1774641. S2CID  233794940.
  5. ^ abcdefghijkl Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
  6. ^ "Принятые уровни для 212At" (PDF) . Таблица нуклидов NNDC.
  7. ^ "Принятые уровни для 213At" (PDF) . Таблица нуклидов NNDC.
  8. ^ "Принятые уровни для 216At" (PDF) . Таблица нуклидов NNDC.
  9. ^ Кубисс, Дж. Г.; Андреев А.Н.; Барзах А.Е.; Андель, Б.; Анталич, С.; Коколиос, TE; Гудакр, Т. Дэй; Федоров Д.В.; Федосеев В.Н.; Феррер, Р.; Финк, Д.А.; Гаффни, LP; Гиз, Л.; Хейс, М.; Каланинова З.; Кестер, У.; Марш, бакалавр; Молканов, ПЛ; Россель, RE; Роте, С.; Селиверстов, доктор медицинских наук; Селс, С.; Сьёдин, AM; Стрийчик, М.; Л. Трусдейл, В.; Ван Беверен, К.; Ван Дуппен, П.; Уилсон, Г.Л. (14 июня 2019 г.). «Тонкая структура α-распада At218». Физический обзор C . 99 (6). Американское физическое общество (APS): 064317. doi : 10.1103/physrevc.99.064317 . ISSN  2469-9985. S2CID  197508141.
  10. ^ abc Лаврухина и Поздняков 1966, с. 232.
  11. ^ Ранкама, Калерво (1956). Изотопная геология (2-е изд.). Пергамон Пресс. п. 403. ИСБН 978-0-470-70800-2.
  12. ^ Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "Оценка ядерных свойств с помощью NUBASE2016" (PDF) . Chinese Physics C. 41 ( 3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A. doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001.