stringtranslate.com

Список нуклидов

Этот список нуклидов показывает наблюдаемые нуклиды , которые либо стабильны , либо, если они радиоактивны, имеют период полураспада более одного часа. Это представляет изотопы первых 105 элементов, за исключением элементов 87 ( франций ), 102 ( нобелий ) и 104 ( рузерфордий ). По крайней мере 3300 нуклидов были экспериментально охарактеризованы [1] (см. Список радиоактивных нуклидов по периоду полураспада для нуклидов с периодом полураспада менее одного часа).

Нуклид традиционно определяется как экспериментально исследованная связанная совокупность протонов и нейтронов, которая либо стабильна, либо имеет наблюдаемую моду распада .

Введение

Существует 251 известный так называемый стабильный нуклид . Многие из них теоретически могут распадаться посредством спонтанного деления , альфа-распада , двойного бета-распада и т. д. с очень длительным периодом полураспада , но радиоактивный распад пока не наблюдался. Таким образом, количество стабильных нуклидов может измениться, если в будущем некоторые из этих 251 будут определены как очень долгоживущие радиоактивные нуклиды. В этой статье «стабильные» нуклиды разделены на три таблицы: одна для нуклидов, которые теоретически стабильны (то есть невозможен ни один режим распада), и нуклидов, которые теоретически могут подвергаться спонтанному делению, но не были оценены для проверки доказательств этого, одна для нуклидов, которые теоретически могут подвергаться формам распада, отличным от спонтанного деления, но не были оценены, и, наконец, таблица нуклидов, которые теоретически могут распадаться и были оценены, но без обнаружения какого-либо распада. В этой последней таблице, где распад был предсказан теоретически, но никогда не наблюдался экспериментально (ни напрямую, ни через обнаружение избытка дочернего элемента), теоретический режим распада указан в скобках и имеет " > число " в столбце периода полураспада, чтобы показать нижний предел для периода полураспада на основе экспериментального наблюдения. Такие нуклиды считаются "стабильными", пока распад не будет наблюдаться каким-либо образом. Например, теллур-123 был объявлен радиоактивным, но та же экспериментальная группа позже отозвала это сообщение, и в настоящее время он остается наблюдаемо стабильным.

Следующая группа — первичные радиоактивные нуклиды. Они были измерены как радиоактивные, или продукты распада были идентифицированы в природных образцах (теллур-128, барий-130). Их 35 (см. эти нуклиды), из которых 25 имеют период полураспада больше, чем10 13 лет. Распад большинства из этих 25 трудно наблюдать, и для большинства целей их можно считать фактически стабильными. Висмут-209 примечателен тем, что это единственный встречающийся в природе изотоп элемента, который долгое время считался стабильным. Еще 10 нуклидов, платина-190 , самарий-147 , лантан-138 , рубидий-87 , рений-187 , лютеций-176 , торий-232 , уран-238 , калий-40 и уран-235 , имеют периоды полураспада между7,0 × 10 8 и4,83 × 10 11 лет, что означает, что они испытали по крайней мере 0,5% истощения с момента образования Солнечной системы около4,6 × 10 9 лет назад, но все еще существуют на Земле в значительных количествах. Они являются основным источником радиогенного нагрева и продуктов радиоактивного распада. Вместе существует 286 первичных нуклидов . [a]

Список охватывает около 700 радионуклидов с периодом полураспада более 1 часа, разделенных на две таблицы: с периодом полураспада более одного дня и менее одного дня.

Более 60 нуклидов, период полураспада которых слишком короток, чтобы быть первичными, могут быть обнаружены в природе в результате более позднего производства естественными процессами, в основном в следовых количествах. К ним относятся ~44 радионуклида, встречающихся в цепочках распада первичного урана и тория ( радиогенные нуклиды ), такие как радон-222 . Другие являются продуктами взаимодействия с энергичными космическими лучами (например, расщепление космических лучей) ( космогенные нуклиды ), такие как углерод-14. Это дает в общей сложности около 350 встречающихся в природе нуклидов. Другие нуклиды могут иногда образовываться естественным путем в результате редких космогенных взаимодействий или в результате других естественных ядерных реакций ( нуклеогенные нуклиды), но их трудно обнаружить.

В спектрах звезд были обнаружены и другие короткоживущие нуклиды, такие как изотопы технеция, прометия и некоторых актинидов. Остальные нуклиды известны исключительно из искусственной ядерной трансмутации . Некоторые из них, такие как цезий-137 , встречаются в окружающей среде, но в результате загрязнения выбросами продуктов ядерного деления, созданных человеком (из ядерного оружия, ядерных реакторов и других процессов). Другие производятся искусственно для промышленных или медицинских целей.

Список легенд

Каждая группа радионуклидов, начиная с наиболее долгоживущих первичных радионуклидов, отсортирована по убыванию периода полураспада, однако таблицы можно сортировать и по другим столбцам.

нет (числа) столбца
Текущее положительное целое число для справки. Это число, т.е. позиция в этой таблице, может быть изменено в будущем, особенно для нуклидов с короткими периодами полураспада.
нуклидная колонка
Идентификаторы нуклидов задаются их атомным массовым числом A и символом соответствующего химического элемента (соответствующим уникальному числу протона). В случаях, когда это не основное состояние , это обозначается буквой m для метастабильного состояния, добавленной к массовому числу. Сортировка здесь сортирует по массовому числу.
Z, N-колонка
Число протонов (столбец Z) и число нейтронов (столбец N).
энергетическая колонка
Столбец с надписью «энергия» обозначает энергетический эквивалент массы нейтрона за вычетом массы на нуклон этого нуклида (поэтому все нуклиды получают положительное значение) в МэВ , формально: m n − m нуклид / A , где A = Z + N — массовое число. Обратите внимание, что это означает, что более высокое значение «энергии» на самом деле означает, что нуклид имеет более низкую энергию. Масса нуклида (в дальтонах ) равна A ( m n − E / k ), где E — энергия, m n равен 1,008664916 Да, а k = 931,49410242 — коэффициент перевода между МэВ и дальтонами.
колонка периода полураспада
В основном столбце указано время в секундах (31 556 926 секунд = 1 тропический год ); во втором столбце также показан период полураспада в более привычных единицах (год, день).
Записи, начинающиеся с ">", указывают на то, что никакого распада никогда не наблюдалось, а нулевые эксперименты устанавливают нижние пределы для периода полураспада. Такие элементы считаются стабильными, если только не может наблюдаться распад (устанавливая фактическую оценку для периода полураспада). Обратите внимание, что периоды полураспада могут быть неточными оценками и могут подвергаться существенному пересмотру.
колонка моды распада
Режимы распада в скобках до сих пор не наблюдаются экспериментально, но, по их энергии, предсказываются. Числа в скобках указывают вероятность возникновения этого режима распада в %, tr указывает <0,1%. Спонтанное деление не показано как теоретический режим распада для стабильных нуклидов, где возможны другие режимы (см. эти нуклиды).
колонка энергии распада
Несколько значений (максимальной) энергии распада отображаются в режимах распада в их порядке. Энергия распада указана только для конкретного нуклида, а не для всей цепочки распада . Она включает энергию, потерянную для нейтрино .
колонка заметок
CG
Космогенный нуклид ;
ДП
Природный продукт распада (тория-232, урана-238 и урана-235);
ЕСС
Присутствовал в ранней Солнечной системе (первые несколько миллионов лет), но в настоящее время вымер как первичный нуклид.
ФП
Продукты ядерного деления (только те, что получены из урана-235 или плутония-239) (показаны только те, период полураспада которых превышает один день);
Я
Радионуклид, используемый в промышленности или медицине. [3]

Полный список

Теоретически стабильные нуклиды

Это теоретически стабильные нуклиды, упорядоченные по «энергии».

Нуклиды, которые являются наблюдаемо стабильными и имеют теоретические режимы распада, отличные от спонтанного деления.

Сортировано по "энергии".

Наблюдательно стабильные нуклиды, для которых проводились поиски распада, но они не были обнаружены (известны только нижние границы)

Упорядочено по нижней границе периода полураспада.

Первичные радионуклиды (период полураспада > 108годы)

Упорядочено по периоду полураспада.

Радионуклиды с периодом полураспада от 10 000 лет до 108годы

Упорядочены по периоду полураспада. Известно, что некоторые из них присутствовали в ранней Солнечной системе (обозначенной как «ESS», что означает первые несколько миллионов лет истории Солнечной системы) из-за избытка продуктов их распада. [23]

Радионуклиды с периодом полураспада от 10 до 10 000 лет

Упорядочено по периоду полураспада.

Радионуклиды с периодом полураспада от 1 дня до 10 лет

Упорядочено по периоду полураспада.

Радионуклиды с периодом полураспада от 1 часа до 1 суток

Упорядочено по периоду полураспада.

Радионуклиды с периодом полураспада от 1 минуты до 1 часа

Радионуклиды с периодом полураспада от 1 секунды до 1 минуты

Радионуклиды с периодом полураспада менее 1 секунды

Смотрите также

Источники

Почти все данные взяты из справочных материалов. [32] Для более поздних обновлений см. справочные материалы. [33] В этих источниках не указано, были ли произведены, наблюдались или только предсказаны на основе оценочных данных определенные тяжелые изотопы, начиная с Lr, Rf, Db, ... (и т. д.).

Примечания

  1. ^ Еще два нуклида, плутоний-244 и самарий-146, имеют достаточно долгий период полураспада (8,0 × 10 7 и9,20 × 10 7 лет [2] ), что они могли выжить с момента образования Солнечной системы и присутствовать на Земле в следовых количествах (прожив 57 и 50 периодов полураспада). Ранее их считали первичными, но недавние исследования не обнаружили никаких доказательств их присутствия на Земле. [ необходима цитата ]

Ссылки

  1. ^ Thoennessen, M. (2 апреля 2019 г.). "Проект по открытию нуклидов" . Получено 26 апреля 2019 г.
  2. ^ ab Chiera, Nadine M.; Sprung, Peter; Amelin, Yuri; Dressler, Rugard; Schumann, Dorothea; Talip, Zeynep (1 августа 2024 г.). «Повторное измерение периода полураспада 146Sm: консолидация хронометра для событий в ранней Солнечной системе». Scientific Reports . 14 (1). doi : 10.1038/s41598-024-64104-6 . PMC 11294585 . 
  3. ^ в основном получено из https://world-nuclear.org/information-library/non-power-nuclear-applications/radioisotopes-research/radioisotopes-in-medicine.aspx и https://world-nuclear.org/information-library/non-power-nuclear-applications/radioisotopes-research/radioisotopes-in-industry.aspx, доступ 30 июня 2016 г.
  4. ^ Yan, X.; Cheng, Z.; Abdukerim, A.; et al. (2024). «Поиск двухнейтринного и безнейтринного двойного бета-распада 134 Xe с помощью эксперимента PandaX-4T». Physical Review Letters . 132 (152502). arXiv : 2312.15632 . doi :10.1103/PhysRevLett.132.152502.
  5. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "Оценка ядерных свойств с помощью NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  6. ^ abcd Биман, JW; Беллини, Ф.; Кардани, Л.; Казали, Н.; Ди Домицио, С.; Фиорини, Э.; Джирони, Л.; Нагорный, СС; Ниси, С.; Орио, Ф.; Паттавина, Л.; Пессина, Г.; Пиперно, Г.; Пирро, С.; Превитали, Э.; Рускони, К.; Томей, К.; Виньяти, М. (2013). «Новые экспериментальные пределы α-распада изотопов свинца». Европейский физический журнал А. 49 (4). arXiv : 1212.2422 . дои : 10.1140/epja/i2013-13050-7. ISSN  1434-6001.
  7. ^ Акериб, Д.С. и др. (2020-10-01). «Поиск двухнейтринного двойного электронного захвата 124 Xe и 126 Xe при полной экспозиции детектора LUX». Журнал физики G: Ядерная физика и физика частиц . 47 (10): 105105. arXiv : 1912.02742 . doi : 10.1088/1361-6471/ab9c2d. ISSN  0954-3899.
  8. ^ Белли, П.; Бернабей, Р.; Капелла, Ф.; Черулли, Р.; Даневич, Ф.А.; д'Анджело, С.; Инчичитти, А.; Ковтун, врач-терапевт; Ковтун, Н.Г.; Лаубенштайн, М.; Пода, Д.В.; Полищук О.Г.; Щербань, АП; Солопихин Д.А.; Сухонен Дж.; Третьяк, В.И. (06 марта 2013 г.). «Поиск 2 β-распадов 96 Ru и 104 Ru с помощью сверхнизкофоновой γ-спектрометрии HPGe на LNGS: окончательные результаты». Физический обзор C . 87 (3). arXiv : 1302.7134 . doi : 10.1103/PhysRevC.87.034607. ISSN  0556-2813.
  9. ^ Бикит, И.; Крмар, М.; Сливка, Дж.; Вескович, М.; Чонкич, Лж.; Аничин, И. (1 октября 1998 г.). «Новые результаты по двойному β-распаду железа». Физический обзор C . 58 (4): 2566–2567. doi : 10.1103/PhysRevC.58.2566. ISSN  0556-2813.
  10. ^ Барабаш, А.С.; Хуберт, Ф.; Марке, Ч.; Нахаб, А.; Коновалов, СИ; Перро, Ф.; Пикемаль, Ф.; Уматов, В. (2011-04-21). "Улучшенные пределы процессов β + EC и ECEC в 112 Sn". Physical Review C. 83 ( 4). doi :10.1103/PhysRevC.83.045503. ISSN  0556-2813.
  11. ^ Даневич, ФА; Хульт, М.; Юнгханс, А.; Касперович, ДВ; Кропивянский, Б.Н.; Люттер, Г.; Мариссенс, Г.; Полищук, ОГ; Романюк, МВ; Строх, Х.; Тессалина, С.; Третяк, В.И.; Уэр, Б. (2022). "Новые пределы двойного бета-распада 190 Pt и 198 Pt". The European Physical Journal C. 82 ( 1). arXiv : 2201.06555 . doi :10.1140/epjc/s10052-022-09989-1. ISSN  1434-6044.
  12. ^ Белли, П.; Бернабей, Р.; Бойко, Р.С.; Капелла, Ф.; Караччоло, В.; Черулли, Р.; Даневич, Ф.А.; Ди Марко, А.; Инчичитти, А.; Кропивянский Б.Н.; Лаубенштайн, М.; Ниси, С.; Пода, Д.В.; Полищук О.Г.; Третьяк, В.И. (2019). « Первые прямые поиски 2ϵ и ϵβ + 144 См и 2β - распада 154 См». Европейский физический журнал А. 55 (11). arXiv : 1910.02262 . дои : 10.1140/epja/i2019-12911-3. ISSN  1434-6001.
  13. ^ abcd Белли, П.; Бернабей, Р.; Капелла, Ф.; Караччоло, В.; Черулли, Р.; Даневич, Ф.А.; Инчичитти, А.; Касперович, Д.В.; Кобычев В.В.; Ковтун, врач-терапевт; Ковтун, Н.Г.; Лаубенштайн, М.; Пода, Д.В.; Полищук О.Г.; Щербань, АП; Тессалина, С.; Третьяк В.И. (05.08.2020). «Поиск α-распада природных нуклидов осмия, сопровождаемого γ-квантами». Физический обзор C . 102 (2). arXiv : 2009.01508 . doi : 10.1103/PhysRevC.102.024605. ISSN  2469-9985.
  14. ^ Белли, П; Бернабеи, Р; Капелла, Ф; Черулли, Р; Даневич, Ф.А.; д'Анджело, С; Инчичитти, А; Кобычев В.В.; Пода, Д.В.; Третьяк, В.И. (01.11.2011). «Окончательные результаты эксперимента по поиску 2β-процессов в цинке и вольфраме с помощью радиочистых кристаллических сцинтилляторов ZnWO 4 ». Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц . 38 (11): 115107. arXiv : 1110.3923 . дои : 10.1088/0954-3899/38/11/115107. ISSN  0954-3899.
  15. ^ Lehnert, B; Wester, T; Degering, D; Sommer, D; Wagner, L; Zuber, K (2016-08-01). "Поиски двойного электронного захвата в 74 Se". Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics . 43 (8): 085201. arXiv : 1605.05976 . doi :10.1088/0954-3899/43/8/085201. ISSN  0954-3899.
  16. ^ abcde Broerman, B.; Laubenstein, M.; Nagorny, S.; Song, N.; Vincent, AC (2021). «Поиск редких и индуцированных ядерных распадов в гафнии». Nuclear Physics A . 1012 : 122212. arXiv : 2012.08339 . doi :10.1016/j.nuclphysa.2021.122212.
  17. ^ аб Белли, П.; Бернабей, Р.; Бойко, Р.С.; Капелла, Ф.; Черулли, Р.; Даневич, Ф.А.; Инчичитти, А.; Кропивянский Б.Н.; Лаубенштайн, М.; Пода, Д.В.; Полищук О.Г.; Третьяк, В.И. (2014). «Поиск двойного бета-распада 136 Ce и 138 Ce с помощью гамма-детектора HPGe». Ядерная физика А . 930 : 195–208. arXiv : 1409.2734 . doi :10.1016/j.nuclphysa.2014.08.072.
  18. ^ Арнквист, Эй-Джей; Авиньон III, FT; Барабаш А.С.; Бартон, CJ; Бхимани, К.Х.; Блэлок, Э.; Бос, Б.; Буш, М.; Буук, М.; Колдуэлл, Т.С.; Кристоферсон, CD; Чу, П.-Х.; Кларк, ML; Куэста, К.; Детвайлер, Дж.А.; Ефременко Ю.; Эджири, Х.; Эллиотт, СР; Джованетти, ГК; Гетт, Дж.; Грин, член парламента; Грушко Ю.; Гуинн, И.С.; Джузеппе, ВЕ; Хауфе, ЧР; Хеннинг, Р.; Агилар, Д. Эрвас; Хоппе, EW; Гостиюк, А.; Ким, И.; Кузес, RT; Ланнен В., TE; Ли, А.; Лопес-Кастаньо, JM; Массарчик, Р.; Мейер, С.Дж.; Мейер, В.; Оли, ТК; Паудель, Л.С.; Петтус, В.; Пун, AWP; Рэдфорд, округ Колумбия; Рейн, Алабама; Рилаге, К.; Руайер, А.; Руоф, Северо-Запад; Шапер, округ Колумбия; Шляйх, С.Дж.; Смит-Ганди, штат Техас; Тедески, Д.; Томпсон, доктор медицинских наук; Варнер, РЛ; Васильев С.; Уоткинс, СЛ; Вилкерсон, Дж. Ф.; Уайзман, К.; Сюй, В.; Ю, Ч.-Х. (13 октября 2023 г.). «Ограничения на распад 180 м Та». Физ. Преподобный Летт . 131 (15): 152501. arXiv : 2306.01965 . doi :10.1103/PhysRevLett.131.152501.
  19. ^ Belli, P.; Bernabei, R.; Dai, CJ; Grianti, F.; He, HL; Ignesti, G.; Incicchitti, A.; Kuang, HH; Ma, JM; Montecchia, F.; Ponkratenko, OA; Prosperi, D.; Tretyak, VI; Zdesenko, Yu.G. (1999). "Новые ограничения на спин-зависимые связанные WIMPs и на 2β процессы в 40 Ca и 46 Ca с использованием низкорадиоактивных кристаллических сцинтилляторов CaF 2 (Eu)". Nuclear Physics B . 563 (1–2): 97–106. doi :10.1016/S0550-3213(99)00618-5.
  20. ^ abcd Белли, П.; Бернабей, Р.; Капелла, Ф.; Черулли, Р.; Даневич, Ф.А.; д'Анджело, С.; Ди Вакри, ML; Инчичитти, А.; Лаубенштайн, М.; Нагорный, СС; Ниси, С.; Толмачев А.В.; Третьяк, В.И.; Явецкий, Р.П. (2011). «Первый поиск двойного β-распада диспрозия». Ядерная физика А . 859 (1): 126–139. arXiv : 1103.5359 . doi :10.1016/j.nuclphysa.2011.04.003.
  21. ^ A. Alessandrello; et al. (январь 2003 г.). "Новые ограничения на естественный захват электронов 123 Te". Physical Review C. 67 ( 1): 014323. arXiv : hep-ex/0211015 . Bibcode : 2003PhRvC..67a4323A. doi : 10.1103/PhysRevC.67.014323. S2CID  119523039.
  22. ^ Caracciolo, V.; Nagorny, S.; Belli, P.; et al. (2020). «Поиск α-распада природных Hf-нуклидов с использованием сцинтиллятора Cs 2 HfCl 6 ». Nuclear Physics A . 1002 (121941): 121941. arXiv : 2005.01373 . Bibcode : 2020NuPhA100221941C. doi : 10.1016/j.nuclphysa.2020.121941. S2CID  218487451.
  23. ^ abcdefghijklmn Дэвис, Эндрю М. (2022). «Короткоживущие нуклиды в ранней Солнечной системе: распространенность, происхождение и применение». Annual Review of Nuclear and Particle Science . 72 : 339–363. doi : 10.1146/annurev-nucl-010722-074615 . Получено 23 ноября 2023 г.
  24. ^ Валлнер, А.; Фастерманн, Т.; Файги, Дж.; Фельдштейн, К.; Кни, К.; Корщинек, Г.; Кучера, В.; Офан, А.; Пол, М.; Куинто, Ф.; Ругель, Г.; Штайер, П. (2015). «Обилие живого 244Pu в глубоководных резервуарах Земли указывает на редкость нуклеосинтеза актинидов». Природные коммуникации . 6 : 5956. arXiv : 1509.08054 . Бибкод : 2015NatCo...6.5956W. doi : 10.1038/ncomms6956. ISSN  2041-1723. ПМК 4309418 . ПМИД  25601158. 
  25. ^ ab Clayton, Donald D.; Morgan, John A. (1977). «Производство мюонов 92,94 Nb в земной коре». Nature . 266 (5604): 712–713. doi :10.1038/266712a0. S2CID  4292459.
  26. ^ Космогенное железо-60 в железных метеоритах: измерения методом низкоуровневого подсчета.
  27. ^ Межзвездный 60Fe обнаружен на Земле — но где же нуклид r-процесса 244Pu?
  28. ^ Chiera, Nadine Mariel; Dressler, Rugard; Sprung, Peter; Talip, Zeynep; Schumann, Dorothea (2022-05-28). "Высокоточное измерение периода полураспада потухшего радиолантанида Диспрозий-154". Scientific Reports . 12 (1). Springer Science and Business Media LLC. doi : 10.1038/s41598-022-12684-6 . ISSN  2045-2322. PMC 9148308 . 
  29. ^ Каян, И.; Хайниц, С.; Коссерт, К.; Шпрунг, П.; Дресслер, Р.; Шуманн, Д. (2021-10-05). "Первое прямое определение периода полураспада 93Mo". Scientific Reports . 11 (1). doi :10.1038/s41598-021-99253-5. ISSN  2045-2322. PMC 8492754 . PMID  34611245. 
  30. ^ Chiera, Nadine M.; Dressler, Rugard; Sprung, Peter; Talip, Zeynep; Schumann, Dorothea (2023). «Определение периода полураспада гадолиния-148». Applied Radiation and Isotopes . 194. Elsevier BV: 110708. doi : 10.1016/j.apradiso.2023.110708 . ISSN  0969-8043.
  31. ^ ab "Первый эксперимент фабрики SHE – ЛАБОРАТОРИЯ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ ФЛЕРОВА".
  32. ^ Джагдиш К. Тули, Ядерные кошельки, 7-е издание, апрель 2005 г., Брукхейвенская национальная лаборатория, Национальный центр ядерных данных США
  33. ^ Интерактивная карта нуклидов (Брукхейвенская национальная лаборатория)

Внешние ссылки