Jump to content

Изотопы лития

(Перенаправлен из лития-10м2 )

Изотопы лития  ( 3 li)
Основные изотопы [ 1 ] Разлагаться
abun­dance период полураспада ( T 1/2 ) режим pro­duct
6 Что [1.9%, 7.8%] стабильный
7 Что [92.2%, 98.1%] стабильный
Значительные изменения возникают в коммерческих выборках из -за широкого распределения образцов, истощенных в 6 Что.
Стандартный атомный вес A r ° (li)

Природный литий ( 3 LI) состоит из двух стабильных изотопов , литий-6 (6 (6 (литий-6 ( 6 Ли) и литий-7 ( 7 Ли), а последний был гораздо более обильным на земле. Оба природных изотопов имеют неожиданно низкую энергию связывания ядер на нуклеон ( 5 332 .3312 (3) кев 6 Li и 5 606 .4401 (6) Kev для 7 Li) По сравнению с соседними более легкими и более тяжелыми элементами гелий ( 7 073 .9156 (4) Kev для гелия-4) и бериллия ( 6 462 .6693 (85) Kev для бериллия-9). Самый длинный радиоизотоп лития 8 Ли, который имеет период полураспада всего 838,7 (3) миллисекунды . 9 Ли имеет период полураспада 178,2 (4) мс и 11 Ли имеет период полураспада 8,75 (6) мс . Все оставшиеся изотопы лития имеют период полураспада, которые короче 10 наносекунд . Самый короткий из известного изотопа лития-это 4 LI, который распадается в результате выброса протона с полураспадом около 91 (9) Йоктосекунд ( 9,1 (9) × 10 −23 S ), хотя период полураспада 3 Ли еще предстоит определить, и, вероятно, будет намного короче, как 2 Он (гелий-2, дипротон), который подвергается выбросам протона в течение 10 −9 с

Оба 7 Li и 6 LI - это два первичных нукли , которые были произведены в Большом взрыве , с 7 Ли будет 10 −9 всех изначальных нуклидов и 6 Ли около 10 −13 . [ 4 ] Небольшой процент 6 Также известно, что LI продуцируется ядерными реакциями у некоторых звезд. Изотопы лития несколько отделяются во время различных геологических процессов, включая образование минералов (химическое осаждение и обмен ионов ). Ионы лития заменяют магний или железо в определенных октаэдрических местах в глинях , а литий-6 иногда предпочтительнее 7 Ли Это приводит к некоторому обогащению 6 Ли в геологических процессах.

В ядерной физике , 6 Ли является важным изотопом, потому что, когда он бомбардируется нейтронами , тритиум производится .

Оба 6 Li и 7 Изотопы Li демонстрируют эффект ядерного магнитно -резонанса , несмотря на то, что они являются квадруполярными (с ядерными спинами 1+ и 3/2-). 6 У LI есть более четкие линии, но из-за его более низкой численности требуется более чувствительный ЯМР-спектрометр. 7 Ли более распространен, но имеет более широкие линии из -за его более крупного ядерного спина. Диапазон химических сдвигов одинаков как от ядер, так и лежит в пределах +10 (для Linh 2 в жидкости NH 3 ) и -12 (для Li + в полнометриде ). [ 5 ]

Список изотопов

[ редактировать ]
Нуклид
[ n 1 ]
С Не Изотопная масса ( И ) [ 6 ]
[ N 2 ] [ n 3 ]
Период полураспада [ 1 ]

[ Резонансная ширина ]
Разлагаться
режим
[ 1 ]
[ N 4 ]
Дочь
изотоп

[ n 5 ]
Спин и
паритет [ 1 ]
[ n 6 ] [ n 7 ]
Естественное изобилие (моль -дробь)
Энергия возбуждения Нормальная пропорция [ 1 ] Диапазон вариации
3
Что
[ n 8 ]
3 0 3.030 78 (215) # P ? [ n 9 ] 2
Он
 ?
3/2−#
4
Что
3 1 4.027 19 (23) 91 (9) ys
[ 5.06 (52) MEV ]
п 3
Он
2−
5
Что
3 2 5.012 540 (50) 370 (30) ис
[ 1.24 (10) MEV ]
п 4
Он
3/2−
6
Что
[ n 10 ]
3 3 6.015 122 8874 (15) Стабильный 1+ [ 0.019 , 0.078 ] [ 7 ]
6m
Что
3 562 .88 (10) Опыт 56 (14) как ЭТО 6
Что
0+
7
Что
[ n 11 ]
3 4 7.016 003 434 (4) Стабильный 3/2− [ 0.922 , 0.981 ] [ 7 ]
8
Что
3 5 8.022 486 24 (5) 838,7 (3) мс беременный 8
Быть
[ n 12 ]
2+
9
Что
3 6 9.026 790 19 (20) 178.2 (4) MS беременный N ( 50,5 (1,0)% ) 8
Быть
[ n 13 ]
3/2−
беременный ( 49.5(1.0)% ) 9
Быть
10
Что
3 7 10.035 483 (14) 2.0 (5) zs
[ 0,2 (1,2) МэВ ]
не 9
Что
(1−, 2−)
10m1
Что
200 (40) Опыт 3.7 (1,5) zs ЭТО 1+
10м2
Что
480 (40) Опыт 1,35 (24) zs
[ 0,350 (70) MEV ]
ЭТО 2+
11
Что
[ n 14 ]
3 8 11.043 7236 (7) 8.75 (6) MS беременный N ( 86,3 (9)% ) 10
Быть
3/2−
беременный ( 6.0(1.0)% ) 11
Быть
беременный 2n ( 4,1 (4)% ) 9
Быть
беременный 3n ( 1,9 (2)% ) 8
Быть
[ n 15 ]
беременный A ( 1,7 (3)% ) 7
Он
беременный D ( 0,0130 (13)% ) 9
Что
беременный T ( 0,0093 (8)% ) 8
Что
12
Что
3 9 12.053 78 (107) # <10 нс n? [ n 9 ] 11
Что
 ?
(1−, 2−)
13
Что
3 10 13.061 170 (80) 3.3 (1.2) zs
[ 0,2 (9,2) MEV ]
2n 11
Что
3/2−#
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ м Ли - возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) приведена в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность, полученные не из чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, отчасти от тенденций с массовой поверхности (TMS).
  4. ^ Способы распада:
    ЭТО: Изомерный переход
    n: Нейтронный выброс
    П: Протоновый выброс
  5. ^ Смелый символ как дочь - дочерний продукт стабилен.
  6. ^ () Значение спина - указывает на спин со слабыми аргументами назначения.
  7. ^ # - Значения, отмеченные #, не являются исключительно из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из тенденций соседних нуклидов (TNN).
  8. ^ Обнаружение этого изотопа не подтверждено
  9. ^ Jump up to: а беременный Показанный режим затухания энергетически допускается, но не наблюдается экспериментально, наблюдается в этом нуклиде.
  10. ^ Одно из немногих стабильных ядер нечетных
  11. ^ Произведено в нуклеосинтезе Большого взрыва и космическим лучами Spallation
  12. ^ Немедленно распадается на две α-частицы для чистой реакции 8 К → 2 4 Он + до
  13. ^ Немедленно распадается на две α-частицы для чистой реакции 9 К → 2 4 Он + 1 n + e
  14. ^ Имеет 2 гало -нейтроны
  15. ^ Немедленно распадается на два 4 Он атомы для чистой реакции 11 К → 2 4 Он + 3 1 n + e

Изотопное разделение

[ редактировать ]

Разделение COLEX

[ редактировать ]

Литий-6 обладает большим сродством, чем литий-7 к элементу ртути . Когда к растворам добавляется амальгама лития и ртути, содержащих гидроксид лития , литий-6 становится более концентрированным в амальгаме, а литий-7 больше в растворе гидроксида.

Метод разделения COLEX ( COL UMN EX EXCEANG) использует это путем прохождения противоположного потока амальгамы и гидроксида через каскад этапов. Фракция . лития-6 преимущественно истощается ртутью, но литий-7 течет в основном с гидроксидом В нижней части колонны литий (обогащенный литий-6) отделен от амальгамы, а ртуть восстанавливается для повторного использования со свежим сырью . Вверху раствор гидроксида лития электролизуется, чтобы освободить фракцию лития-7. Обогащение, полученное с помощью этого метода, зависит от длины столбца и скорости потока.

Другие методы

[ редактировать ]

В методе вакуумной дистилляции литий нагревают до температуры около 550 ° C в вакууме . Атомы лития испаряются с поверхности жидкости и собираются на холодной поверхности, расположенной на несколько сантиметров над поверхностью жидкости. [ 8 ] Поскольку атомы лития-6 имеют больший средний свободный путь , они собираются преимущественно. Теоретическая эффективность разделения этого метода составляет около 8,0 процентов. Для получения более высоких степеней разделения может использоваться многоступенчатый процесс.

Изотопы лития, в принципе, также могут быть разделены с помощью электрохимического метода и дистилляционной хроматографии, которые в настоящее время находятся в разработке. [ 9 ]

Литий-3 , также известный как триротон , будет состоять из трех протонов и нулевых нейтронов . Это было сообщено как протон -несвязанный в 1969 году, но этот результат не был принят, и его существование, таким образом, недоказанное. [ 10 ] Никаких других резонансов не связаны с 3
Что
сообщалось, и ожидается, что он распадается при быстрой протоне (так же, как Diproton , 2
Он
). [ 11 ]

Литий-4 содержит три протона и один нейтрон. Это самый короткий живой известный изотоп лития, с полураспадом 91 (9) Йоклосекунд ( 9,1 (9) × 10 −23 S ) и распадаются протоновыми выбросами в гелий-3 . [ 12 ] Литий-4 может быть образован в качестве промежуточного соединения в некоторых реакциях ядерного слияния .

Литий-6 ценен в качестве исходного материала для производства тритина (водород-3) и как поглотитель нейтронов в реакциях ядерного слияния. От 1,9% до 7,8% земного лития в нормальных материалах состоит из лития-6, а остальные-литий-7. Большие количества лития-6 были разделены для размещения в термоядерное оружие . Разделение лития-6 к ныне прекратилось в крупных термоядерных силах [ Цитация необходима ] , но запасы его остаются в этих странах.

Реакция слияния дейтерия -триама была исследована в качестве возможного источника энергии, так как в настоящее время она является единственной реакцией слияния с достаточной выработкой энергии для возможной реализации. В этом сценарии литий, обогащенный литием-6, потребуется для создания необходимых количеств тритиума. Ресурсы минерального и рассола лития являются потенциальным ограничивающим фактором в этом сценарии, но в конечном итоге также может использоваться морская вода. [ 13 ] Реакторы с тяжелой водой под давлением, такие как CANDU, производят небольшие количества тритина в их охлаждающей жидкости/модераторе от поглощения нейтронов, и это иногда извлекается в качестве альтернативы использованию литий-6.

Литий-6 является одним из четырех стабильных изотопов с спином 1, остальные- дейтерий , бор-10 и азот-14 , [ 14 ] и имеет наименьший ненулевой ядерный электрический квадрупольный момент любого стабильного ядра.

Литий-7, безусловно, является наиболее распространенным изотопом лития, составляющий от 92,2% до 98,1% всего земного лития. Атом лития-7 содержит три протона, четыре нейтроны и три электрона. Из-за своих ядерных свойств литий-7 менее распространен, чем гелий , углерод , азот или кислород во вселенной, хотя у последних у всех все более тяжелые ядра . Термоядерное испытание Castle Bravo значительно превысило его ожидаемую урожайность из-за неправильных предположений о ядерных свойствах лития-7.

Промышленное производство литий-6 приводит к отходу, который обогащен литий-7 и истощен в литиевом-6. Этот материал был продан на коммерческих целях, и некоторые из них были выпущены в окружающую среду. Относительное изобилие лития-7, на 35 процентов больше, чем естественное значение, было измерено в грунтовых водах в карбонатном водоносном горизонте под ручьем Западной долины в Пенсильвании , который находится ниже по течению от литий-обработки. Изотопный состав лития в нормальных материалах может несколько варьироваться в зависимости от его происхождения, что определяет его относительную атомную массу в исходном материале. Точная относительная атомная масса для образцов лития не может быть измерена для всех источников лития. [ 15 ]

Литий-7 используется как часть расплавленного литий-фторида в реакторах с расплавленной соли : с жидкостью флуорида ядерные реакторы . Большой поперечный сечение поглощения нейтронов лития-6 (около 940 сараев [ 16 ] ) По сравнению с очень небольшим сечением нейтронов лития-7 (около 45 миллибарнов ) значительно отделяет литий-7 от природного лития, что является сильным требованием для возможного использования в реакторах фтория лития.

Гидроксид лития-7 используется для щелочивания охлаждающей жидкости в реакторах с подчеркиванием . [ 17 ]

Был получен некоторый литий-7 для нескольких пикосекунд, которые содержат частицу лямбда в его ядре, тогда как считается, что атомное ядро ​​содержит только нейтроны и протоны. [ 18 ] [ 19 ]

Литий-8 был предложен в качестве источника 6,4 МэВ электронных антинейтрино, генерируемых обратным бета-распадом с бериллием-8. ISODAR Сотрудничество физики описывает схему сгенерированного лития-8 для немедленного распада путем бомбардировки стабильного лития-7 с 60-МэВ-протонами, созданными ускорителем циклотронной частицы . [ 20 ]

Литий-11 является ядром ореола, состоящего из ядра лития-9, окруженного двумя свободно связанными с нейтронами; Оба нейтрона должны присутствовать для того, чтобы эта система была связана, что привело к описанию как « борромового ядра ». [ 21 ] В то время как протоновый квадратной квадратной квадратной радиус 11 Li 2,18 +0,16
−0,21
FM
, его радиус нейтронов намного больше при 3,34 +0,02
−0,08
FM
; Для сравнения, соответствующие цифры для 9 LI 2,076 ± 0,037 FM для протонов и 2,4 ± 0,03 FM для нейтронов. [ 22 ] Он распадается бета -эмиссией и эмиссией нейтронов, чтобы 10
Быть
, 11
Быть
, или 9
Быть
(См. Таблицы выше и ниже). Имея волшебное количество из 8 нейтронов, литий-11 сидит на первом из пяти известных островов инверсии , что объясняет его более длинный период полураспада по сравнению с соседними ядрами. [ 23 ]

Литий-12 имеет значительно более короткий период полураспада. Он распадается путем излучения нейтронов в 11
Что
, которые распадаются, как упомянуто выше.

Размешающиеся цепочки

[ редактировать ]

В то время как β распадаться в изотопы бериллия (часто в сочетании с одно- или многотетровым излучением) преобладает в более тяжелых изотопах лития, 10
Что
и 12
Что
распадаться через нейтронный излучение в 9
Что
и 11
Что
соответственно из -за их позиций за пределами линии капель нейтронов . Также наблюдалось, что литий-11 распадается посредством множества форм деления. Изотопы легче, чем 6
Что
Разложение исключительно из -за выброса протонов, так как они находятся за пределами протонной линии капель. Режимы распада двух изомеров 10
Что
неизвестны.

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Kondev, FG; Ван, М.; Хуан, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств Nubase2020» (PDF) . Китайская физика c . 45 (3): 030001. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddae .
  2. ^ «Стандартные атомные веса: литий» . Ciaaw . 2009
  3. ^ Прохаска, Томас; Irrgeher, Johanna; Благосостояние, Жаклин; Böhlke, John K.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Ding, наконечник; Данн, Филипп Дж.Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Meijer, Harro AJ (4 мая 2022 г.). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN   1365-3075 .
  4. ^ Fields, Brian D. (2011). «Проблема изначальной лития» . Ежегодный обзор ядерной и частиц . 61 (1): 47–68. Arxiv : 1203.3551 . Bibcode : 2011ars.61 ... 47f . doi : 10.1146/annurev-nucl-102010-130445 . S2CID   119265528 .
  5. ^ "(Li) литий ЯМР" .
  6. ^ Ван, Мэн; Хуан, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Найми С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки*». Китайская физика c . 45 (3): 030003. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddaf .
  7. ^ Jump up to: а беременный «Атомный вес лития» . ciaaw.org . Получено 21 октября 2021 года .
  8. ^ Katal'nikov, SG; Андрев, Б.М. (1 марта 1962 г.). «Коэффициент разделения изотопов лития во время вакуумной дистилляции » Советский журнал атомной энергии 11 (3): 889–8 Doi : 10.1007/bf01491187 . ISSN   1573-8 S2CID   96799991
  9. ^ Badea, Silviu-Laurentiu; Никулеску, Вайоле-Каролина; Iordache, Andreea-Maria (апрель 2023 г.). «Новые тенденции в методах разделения изотопов лития: обзор методов химического разделения» . Материалы 16 (10): 3817. Bibcode : 2023mate ... 16.3817b . doi : 10.3390/ma16103817 . ISSN   1996-1944 . PMC   10222844 . PMID   37241444 .
  10. ^ Audi, G.; Kondev, FG; Ван, М.; Хуан, WJ; Найми С. (2017). «Оценка ядерных свойств Nubase2016» (PDF) . Китайская физика c . 41 (3): 030001–21. BIBCODE : 2017CHPHC..41C0001A . doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
  11. ^ Purcell, Je; Келли, Дж. Х; Kwan, E.; Sheu, CG; Weller, HR (2010). «Уровни энергии световых ядер ( A = 3)» (PDF) . Ядерная физика а . 848 (1): 1. Bibcode : 2010nupha.848 .... 1p . doi : 10.1016/j.nuclphysa.2010.08.012 . Архивировано из оригинала (PDF) 1 февраля 2018 года . Получено 3 января 2020 года .
  12. ^ «Изотопы лития» . Получено 20 октября 2013 года .
  13. ^ Брэдшоу, Ам; Hamacher, T.; Fischer, U. (2010). "Ядерное слияние является устойчивой формой энергии?" (PDF) . Инженерная инженерия и дизайн . 86 (9): 2770–2773. doi : 10.1016/j.fusengdes.2010.11.040 . HDL : 11858/00-001M-0000-0026-E9D2-6 . S2CID   54674085 .
  14. ^ Чандракумар, Н. (2012). Спин-1 ЯМР . Springer Science & Business Media. п. 5. ISBN  9783642610899 .
  15. ^ Коплен, Тайлер Б.; Хоппл, JA; Böhlke, Джон Карл; Пейзер, Х. Штеффен; Ридер, SE; Krouse, HR; Росман, Кевин младший; Ding, T.; Vocke, Rd, Jr.; Révész, KM; Lamberty, A.; Тейлор, Филипп Д.П.; Де Бивра, Пол; «Компиляция минимальных и максимальных изотопных коэффициентов выбранных элементов в естественных земных материалах и реагентах», Отчет о геологических исследованиях США . Как указано в Туберкулез Коплен; и др. (2002). «Изотопные вариации выбранных элементов (технический отчет IUPAC)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 74 (10): 1987–2017. doi : 10.1351/pac200274101987 . S2CID   97223816 . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 года . Получено 29 октября 2012 года .
  16. ^ Холден, Норман Э. (январь -февраль 2010 г.). "Влияние истощенного 6 Ли о стандартном атомном весе лития » . Химия International . Международный союз чистой и прикладной химии . Получено 6 мая 2014 года .
  17. ^ Управление критическими изотопами: управление литием-7 необходимо для обеспечения стабильного предложения, GAO-13-716 // Управление по подотчетности США , 19 сентября 2013 года; PDF
  18. ^ Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы: AZ Руководство по элементам . Издательство Оксфордского университета. С. 234–239. ISBN  978-0-19-850340-8 .
  19. ^ Брумфиэль, Джефф (1 марта 2001 г.). «Невероятное сокращение ядра». Физический обзор фокус . Тол. 7. doi : 10.1103/physrevfocus.7.11 .
  20. ^ Бунгау, Адриана; Алонсо, Хосе; Бартошек, Ларри; Конрад, Джанет (май 2018). "Оптимизация 8 LI Liking для эксперимента Isodar Neutrino ". Журнал инструментов . 14 (3): 03001. Arxiv : 1805.00410 . DOI : 10.1088/1748-0221/14/03/P03001 . S2CID   55756525 .
  21. ^ «Новая акселератор частиц стремится разблокировать секреты странных атомных ядер» . 15 ноября 2021 года.
  22. ^ Moriguchi, T.; Озава, а.; Исимото, с.; Abe, Y.; Фукуда, М.; Hachiuma, i.; Шибаши, Y.; Ito, y.; Кубоки, Т.; Ланц, М.; Усерд.; Намихира, К.; Nishimura, D.; Ohtsubo, T.; Ooishi, H.; Suda, T.; Suzuki, H.; Suzuki, T.; Takechi, M.; Танака, К.; Ямагучи Т. (16 августа 2013 г.). «Распределения плотности 11 LI, выведенные из измерений поперечного сечения реакции » Физический обзор c 88 (2): 024610. BIBCODE : 2013 PHRVC..888B4610M . Doi : 10.1103/ physrevc.88.0
  23. ^ Браун, Б. Алекс (13 декабря 2010 г.). «Острова понимания в ядерной таблице» . Физика . 3 (25): 104. Arxiv : 1010.3999 . doi : 10.1103/physrevlett.105.252501 . PMID   21231582 . S2CID   43334780 .
[ редактировать ]

Льюис, Гн; Макдональд, RT (1936). «Разделение литиевых изотопов». Журнал Американского химического общества . 58 (12): 2519–2524. doi : 10.1021/ja01303a045 .

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4101d007eff53374462131b0cf709df8__1721081760
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/41/f8/4101d007eff53374462131b0cf709df8.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Isotopes of lithium - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)