Изотопы кальция
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2018 г. ) |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес А р °(Ка) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Кальций ( 20 Ca) имеет 26 известных изотопов, от 35 Ca к 60 ок. Существует пять стабильных изотопов ( 40 Что, 42 Что, 43 Что, 44 Ca и 46 Ca), плюс один изотоп ( 48 Ca ) с таким длительным периодом полураспада , что практически стабилен. Самый распространенный изотоп, 40 Ca, а также редкие 46 Са теоретически нестабильны по энергетическим причинам, но их распад не наблюдался. У кальция также есть космогенный изотоп . 41 Около 99 400 лет с периодом полураспада . В отличие от космогенных изотопов , которые производятся в воздухе , 41 Ca образуется в результате нейтронной активации 40 ок. Большая часть его продукции находится в верхних метрах толщи почвы, где поток космогенных нейтронов еще достаточно силен. 41 Ca привлек большое внимание в звездных исследованиях, поскольку он распадается на 41 K — критический индикатор аномалий Солнечной системы. Наиболее стабильными искусственными изотопами являются 45 Са с периодом полураспада 163 дня и 47 Са с периодом полураспада 4,5 дня. Все остальные изотопы кальция имеют период полураспада в несколько минут или меньше. [4]
40 Са составляет около 97% природного кальция. 40 ок, типа 40 Ar — продукт распада 40 K. Хотя K-Ar датирование широко используется в геологических науках, преобладание 40 Ca в природе препятствует его использованию при датировании. методы с использованием масс-спектрометрии использовались Для датирования возраста K-Ca и двойного изотопного разбавления .
Список изотопов
[ редактировать ]Нуклид | С | Н | Изотопная масса ( Да ) [5] [n 1] | Период полураспада [1] [n 2] | Разлагаться режим [1] [n 3] | Дочь изотоп [n 4] | Спин и паритет [1] [n 5] [№ 6] | Природное изобилие (молярная доля) | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Нормальная пропорция [1] | Диапазон вариаций | ||||||||||||||||||
35 Что | 20 | 15 | 35.00557(22)# | 25,7(2) мс | б + , р (95,8%) | 34 С | 1/2+# | ||||||||||||
б + , 2р (4,2%) | 33 кл. | ||||||||||||||||||
б + (редкий) | 35 К | ||||||||||||||||||
36 Что | 20 | 16 | 35.993074(43) | 100,9(13) мс | б + , р (51,2%) | 35 С | 0+ | ||||||||||||
б + (48.8%) | 36 К | ||||||||||||||||||
37 Что | 20 | 17 | 36.98589785(68) | 181,0(9) мс | б + , р (76,8%) | 36 С | 3/2+ | ||||||||||||
б + (23.2%) | 37 К | ||||||||||||||||||
38 Что | 20 | 18 | 37.97631922(21) | 443,70(25) мс | б + | 38 К | 0+ | ||||||||||||
39 Что | 20 | 19 | 38.97071081(64) | 860,3(8) мс | б + | 39 К | 3/2+ | ||||||||||||
40 Что [n 7] | 20 | 20 | 39.962590850(22) | Наблюдательно стабильный [№ 8] | 0+ | 0.9694(16) | 0.96933–0.96947 | ||||||||||||
41 Что | 20 | 21 | 40.96227791(15) | 9.94(15)×10 4 и | ЕС | 41 К | 7/2− | След [n 9] | |||||||||||
42 Что | 20 | 22 | 41.95861778(16) | Стабильный | 0+ | 0.00647(23) | 0.00646–0.00648 | ||||||||||||
43 Что | 20 | 23 | 42.95876638(24) | Стабильный | 7/2− | 0.00135(10) | 0.00135–0.00135 | ||||||||||||
44 Что | 20 | 24 | 43.95548149(35) | Стабильный | 0+ | 0.0209(11) | 0.02082–0.02092 | ||||||||||||
45 Что | 20 | 25 | 44.95618627(39) | 162,61(9) д | б − | 45 наук | 7/2− | ||||||||||||
46 Что | 20 | 26 | 45.9536877(24) | Наблюдательно стабильный [№ 10] | 0+ | 4×10 −5 | 4×10 −5 –4×10 −5 | ||||||||||||
47 Что | 20 | 27 | 46.9545411(24) | 4,536(3) д | б − | 47 наук | 7/2− | ||||||||||||
48 Что [№ 11] [№ 12] | 20 | 28 | 47.952522654(18) | 5.6(10)×10 19 и | б − б − [№ 13] [№ 14] | 48 Из | 0+ | 0.00187(21) | 0.00186–0.00188 | ||||||||||
49 Что | 20 | 29 | 48.95566263(19) | 8,718(6) мин. | б − | 49 наук | 3/2− | ||||||||||||
50 Что | 20 | 30 | 49.9574992(17) | 13,45(5) с | б − | 50 наук | 0+ | ||||||||||||
51 Что | 20 | 31 | 50.96099566(56) | 10,0(8) с | б − | 51 наук | 3/2− | ||||||||||||
б − , н ? | 50 наук | ||||||||||||||||||
52 Что | 20 | 32 | 51.96321365(72) | 4,6(3) с | б − (>98%) | 52 наук | 0+ | ||||||||||||
б − , n (<2%) | 51 наук | ||||||||||||||||||
53 Что | 20 | 33 | 52.968451(47) | 461(90) мс | б − (60%) | 53 наук | 1/2−# | ||||||||||||
б − , н (40%) | 52 наук | ||||||||||||||||||
54 Что | 20 | 34 | 53.972989(52) | 90(6) мс | б − | 54 наук | 0+ | ||||||||||||
б − , н? | 53 наук | ||||||||||||||||||
б − , 2н? | 52 наук | ||||||||||||||||||
55 Что | 20 | 35 | 54.97998(17) | 22(2) мс | б − | 55 наук | 5/2−# | ||||||||||||
б − , н? | 54 наук | ||||||||||||||||||
б − , 2н? | 53 наук | ||||||||||||||||||
56 Что | 20 | 36 | 55.98550(27) | 11(2) мс | б − | 56 наук | 0+ | ||||||||||||
б − , н? | 55 наук | ||||||||||||||||||
б − , 2н? | 54 наук | ||||||||||||||||||
57 Что | 20 | 37 | 56.99296(43)# | 8# мс [>620 нс] | б − ? | 57 наук | 5/2−# | ||||||||||||
б − , н? | 56 наук | ||||||||||||||||||
б − , 2н? | 55 наук | ||||||||||||||||||
58 Что | 20 | 38 | 57.99836(54)# | 4# мс [>620 нс] | б − ? | 58 наук | 0+ | ||||||||||||
б − , н? | 57 наук | ||||||||||||||||||
б − , 2н? | 56 наук | ||||||||||||||||||
59 Что | 20 | 39 | 59.00624(64)# | 5# мс [>400 нс] | б − ? | 59 наук | 5/2−# | ||||||||||||
б − , н? | 58 наук | ||||||||||||||||||
б − , 2н? | 57 наук | ||||||||||||||||||
60 Что | 20 | 40 | 60.01181(75)# | 2# мс [>400 нс] | б − ? | 60 наук | 0+ | ||||||||||||
б − , н? | 59 наук | ||||||||||||||||||
б − , 2н? | 58 наук | ||||||||||||||||||
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: |
- ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) указывается в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ Период полураспада, выделенный жирным шрифтом , почти стабилен, период полураспада превышает возраст Вселенной .
- ^ Режимы распада:
ЕС: Захват электрона н: Нейтронная эмиссия п: Протонная эмиссия - ^ Жирный символ в виде дочернего продукта — дочерний продукт стабилен.
- ^ ( ) значение вращения — указывает на вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ # - Значения, отмеченные #, получены не только на основе экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе тенденций соседних нуклидов (TNN).
- ^ Самый тяжелый наблюдаемо стабильный нуклид с равным количеством протонов и нейтронов.
- ^ Считается, что он подвергается захвату электронов двойному 40 Ar с периодом полураспада не менее 9,9×10. 21 и
- ^ Космогенный нуклид
- ^ Считается, что подвергся β − б − распадаться на 46 Из
- ^ Первичный радионуклид
- ^ Считается, что он способен подвергаться тройному бета-распаду с очень длительным частичным периодом полураспада.
- ^ Самый легкий нуклид, который, как известно, подвергается двойному бета-распаду.
- ^ Предполагается, что он также подвергнется β − распадаться на 48 СК с частичным периодом полураспада более 1,1. +0.8
−0.6 ×10 21 годы [6]
Кальций-48
[ редактировать ]Кальций-48 — дважды магическое ядро с 28 нейтронами; необычно богат нейтронами для легкого первичного ядра. Он распадается путем двойного бета-распада с чрезвычайно длительным периодом полураспада около 6,4 × 10. 19 лет, хотя теоретически возможен и одиночный бета-распад. [7] Этот распад можно проанализировать с помощью модели ядерной оболочки , и он более энергичный (4,27 МэВ ), чем любой другой двойной бета-распад. [8] Его также можно использовать в качестве предшественника нейтронно-богатых и сверхтяжелых ядер. [9] [10]
Кальций-60
[ редактировать ]Кальций-60 - самый тяжелый известный изотоп по состоянию на 2020 год. [update]. [1] Впервые наблюдался в 2018 году в Рикене рядом с 59 Са и семь изотопов других элементов, [11] его существование предполагает, что существуют дополнительные изотопы четного N кальция, по крайней мере, до 70 Ca, в то время как 59 вероятно, является последним связанным изотопом с нечетным N. Ca , [12] Более ранние прогнозы предполагали, что линия капель нейтронов возникнет при 60 Ка, с 59 Ca несвязанный. [11]
В богатой нейтронами области N = 40 становится магическим числом , поэтому 60 Вначале Са считался возможно двойным магическим ядром, как это наблюдается для 68 никеля Изотон . [13] [14] Однако последующие спектроскопические измерения близлежащих нуклидов 56 Что, 58 Ка, и 62 Вместо этого Ти предсказывает, что он должен лежать на острове инверсии, который, как известно, существует вокруг 64 Кр. [14] [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
- ^ «Стандартные атомные массы: кальций» . ЦИАВ . 1983.
- ^ Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; Бёлке, Джон К.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Дин, Типинг; Данн, Филип Дж. Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Мейер, Харро Эй Джей (04 мая 2022 г.). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)» . Чистая и прикладная химия . дои : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 .
- ^ Ауди, Г.; Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Бибкод : 2017ChPhC..41c0001A . дои : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
- ^ Ван, Мэн; Хуанг, WJ; Кондев, ФГ; Ауди, Г.; Наими, С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки *». Китайская физика C . 45 (3): 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
- ^ Онола, М.; Сухонен, Дж.; Сиисконен, Т. (1999). «Исследование сильно запрещенного бета-распада с помощью оболочечной модели». 48 Как → 48 Sc". EPL . 46 (5): 577. Бибкод : 1999EL.....46..577A . doi : 10.1209/epl/i1999-00301-2 . S2CID 250836275 .
- ^ Арнольд, Р.; и др. ( Коллаборация НЕМО-3 ) (2016). «Измерение периода полураспада двойного бета-распада и поиск безнейтринного двойного бета-распада 48 с детектором НЕМО-3». D.93 ( : 11): 112008.arXiv : 1604.01710.Bibcode Ca Physical : 2016PhRvD..93k2008A.doi / 10.1103 Review PhysRevD.93.112008 .
- ^ Балыш А.; и др. (1996). «Двойной бета-распад 48 Ca». Physical Review Letters . 77 (26): 5186–5189. arXiv : nucl-ex/9608001 . Bibcode : 1996PhRvL..77.5186B . doi : 10.1103/PhysRevLett.77.5186 . PMID 10062737 .
- ^ Нотани, М.; и др. (2002). «Новые нейтронно-богатые изотопы, 34 Ne, 37 На и 43 Si, полученный путем фрагментации источника энергии 64А МэВ. 48 Луч Ca». Physics Letters B. 542 ( 1–2): 49–54. Bibcode : 2002PhLB..542...49N . doi : 10.1016/S0370-2693(02)02337-7 .
- ^ Оганесян, Ю. Ц.; и др. (октябрь 2006 г.). «Синтез изотопов элементов 118 и 116 в 249 См. и 245 См + 48 Реакции синтеза Ca» . Physical Review C. 74 ( 4): 044602. Bibcode : 2006PhRvC..74d4602O . doi : 10.1103/PhysRevC.74.044602 .
- ^ Перейти обратно: а б Тарасов О.Б.; Ан, Д.С.; Базен, Д.; и др. (11 июля 2018 г.). «Открытие 60 Ca и его влияние на стабильность 70 Ca» . Physical Review Letters . 121 (2). doi : 10.1103/PhysRevLett.121.022501 .
- ^ Нойкур, Лео; Цао, Юйчен; Назаревич, Витольд; и др. (14 февраля 2019 г.). «Линия нейтронной капельницы в регионе Са на основе усреднения байесовской модели». Письма о физических отзывах . 122 (6). arXiv : 1901.07632 . doi : 10.1103/PhysRevLett.122.062502 .
- ^ Гаде, А.; Янссенс, Р.В.Ф.; Вайсшаар, Д.; и др. (21 марта 2014 г.). «Ядерная структура к N = 40 60 Ca: In-Beam γ-спектроскопия 58, 60 Ti». Physical Review Letters . 112 (11). arXiv : 1402.5944 . doi : 10.1103/PhysRevLett.112.112503 .
- ^ Перейти обратно: а б Кортес, МЛ; Родригес, В.; Дорненбал, П.; и др. (январь 2020 г.). «Эволюция оболочки изотонов N = 40 в сторону 60 Ca: Первая спектроскопия 62 Ti" . Physics Letters B. 800 : 135071. arXiv : 1912.07887 . doi : 10.1016/j.physletb.2019.135071 .
- ^ Чен, С.; Браун, Ф.; Дорненбал, П.; и др. (август 2023 г.). «Уровневые структуры 56, 58 Ca поставил под сомнение двойную магию 60 Ca" . Physics Letters B. 843 : 138025. arXiv : 2307.07077 . doi : 10.1016/j.physletb.2023.138025 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- К. Майкл Хоган. 2010. Кальций . ред. А. Йоргенсон и К. Кливленд. Энциклопедия Земли , Национальный совет по науке и окружающей среде, Вашингтон, округ Колумбия.