Изотопы протактиния
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Стандартный атомный вес A r ° (PA) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Protactinium ( 91 PA) не имеет стабильных изотопов . Четыре природных изотопа позволяют давать стандартный атомный вес.
Двадцать девять радиоизотопов протактиния были охарактеризованы, в диапазоне от 211 Па 239 Па. Самый стабильный изотоп 231 Па с периодом полураспада 32 760 лет, 233 PA с полураспадом 26,967 дней, и 230 Па с полураспадом 17,4 дня. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 1,6 дня, и большинство из них имеют период полураспада менее 1,8 секунды. Этот элемент также имеет пять мета -состояний , 217 м PA (T 1/2 1,15 миллисекунд), 220m1 PA (T 1/2 = 308 наносекунд), 220m2 PA (T 1/2 = 69 наносекунд), 229 м PA (T 1/2 = 420 наносекунд) и 234 м PA (T 1/2 = 1,17 минуты).
Единственные природные изотопы 231 Хорошо 234 Па и 234 м Па. Первый встречается как промежуточный продукт распада 235 U , в то время как последние два происходят в виде промежуточных продуктов распада 238 UU. 231 PA составляет почти весь натуральный протактиний.
Первичный режим распада для изотопов PA легче, чем (и включая) наиболее стабильный изотоп 231 PA - это альфа -распад , за исключением 228 Па 230 PA, который в первую очередь распадается путем захвата электронов на изотопы тория . Основной режим для более тяжелых изотопов - бета -минус (β − ) разлагаться . Основные распада продукты 231 PA и изотопы Protactinium легче, чем и включая 227 PA являются изотопами актиния , а основные продукты распада для более тяжелых изотопов протактиния являются изотопами урана .
Список изотопов
[ редактировать ]| Нуклид [ n 1 ] |
Исторический имя |
С | Не | Изотопная масса ( И ) [ N 2 ] [ n 3 ] |
Период полураспада [ N 4 ] |
Разлагаться режим [ n 5 ] |
Дочь изотоп [ n 6 ] |
Спин и паритет [ n 7 ] [ N 4 ] |
Изотопический избыток | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | |||||||||||||||||||
| 211 Затем [ 4 ] | 91 | 120 | 3.8 (+4,6–1,4) мс | а | 207 И | 9/2−# | |||||||||||||
| 212 Затем | 91 | 121 | 212.02320(8) | 8 (5) MS [5.1 (+61–19) мс] |
а | 208 И | 7+# | ||||||||||||
| 213 Затем | 91 | 122 | 213.02111(8) | 7 (3) MS [5.3 (+40–16) мс] |
а | 209 И | 9/2−# | ||||||||||||
| 214 Затем | 91 | 123 | 214.02092(8) | 17 (3) MS | а | 210 И | |||||||||||||
| 215 Затем | 91 | 124 | 215.01919(9) | 14 (2) MS | а | 211 И | 9/2−# | ||||||||||||
| 216 Затем | 91 | 125 | 216.01911(8) | 105 (12) MS | A (80%) | 212 И | |||||||||||||
| беременный + (20%) | 216 Тур | ||||||||||||||||||
| 217 Затем | 91 | 126 | 217.01832(6) | 3.48 (9) MS | а | 213 И | 9/2−# | ||||||||||||
| 217 м Затем | 1860 (7) Опыт | 1,08 (3) мс | а | 213 И | 29/2+# | ||||||||||||||
| Это (редко) | 217 Затем | ||||||||||||||||||
| 218 Затем | 91 | 127 | 218.020042(26) | 0,113 (1) мс | а | 214 И | |||||||||||||
| 219 Затем | 91 | 128 | 219.01988(6) | 53 (10) нс | а [ n 8 ] | 215 И | 9/2− | ||||||||||||
| 220 Затем | 91 | 129 | 220.02188(6) | 780 (160) нс | а | 216 И | 1−# | ||||||||||||
| 220m1 Затем [ 6 ] | 34 (26) Опыт | 308 (+250-99) нс | а | 216 И | |||||||||||||||
| 220m2 Затем [ 6 ] | 297 (65) Опыт | 69 (+330-30) нс | а | 216 И | |||||||||||||||
| 221 Затем | 91 | 130 | 221.02188(6) | 4.9 (8) μs | а | 217 И | 9/2− | ||||||||||||
| 222 Затем | 91 | 131 | 222.02374(8)# | 3.2 (3) MS | а | 218 И | |||||||||||||
| 223 Затем | 91 | 132 | 223.02396(8) | 5.1 (6) MS | а | 219 И | |||||||||||||
| беременный + (.001%) | 223 Тур | ||||||||||||||||||
| 224 Затем | 91 | 133 | 224.025626(17) | 844 (19) MS | A (99,9%) | 220 И | 5−# | ||||||||||||
| беременный + (.1%) | 224 Тур | ||||||||||||||||||
| 225 Затем | 91 | 134 | 225.02613(8) | 1.7 (2) с | а | 221 И | 5/2−# | ||||||||||||
| 226 Затем | 91 | 135 | 226.027948(12) | 1,8 (2) мин | A (74%) | 222 И | |||||||||||||
| беременный + (26%) | 226 Тур | ||||||||||||||||||
| 227 Затем | 91 | 136 | 227.028805(8) | 38,3 (3) мин | A (85%) | 223 И | (5/2−) | ||||||||||||
| ЕС (15%) | 227 Тур | ||||||||||||||||||
| 228 Затем | 91 | 137 | 228.031051(5) | 22 (1) ч | беременный + (98.15%) | 228 Тур | 3+ | ||||||||||||
| A (1,85%) | 224 И | ||||||||||||||||||
| 229 Затем | 91 | 138 | 229.0320968(30) | 1,50 (5) d | ЕС (99,52%) | 229 Тур | (5/2+) | ||||||||||||
| (.48%) | 225 И | ||||||||||||||||||
| 229 м Затем | 11.6 (3) Метод | 420 (30) нс | 3/2− | ||||||||||||||||
| 230 Затем | 91 | 139 | 230.034541(4) | 17.4 (5) d | беременный + (91.6%) | 230 Тур | (2−) | ||||||||||||
| беременный − (8.4%) | 230 В | ||||||||||||||||||
| A (0,00319%) | 226 И | ||||||||||||||||||
| 231 Затем | Прототактина | 91 | 140 | 231.0358840(24) | 3.276(11)×10 4 и | а | 227 И | 3/2− | 1.0000 [ n 9 ] | ||||||||||
| CD (1,34 × 10 −9 %) | 207 TL 24 Ne | ||||||||||||||||||
| SF (3 × 10 −10 %) | (различный) | ||||||||||||||||||
| CD (10 −12 %) | 208 Пб 23 Фон | ||||||||||||||||||
| 232 Затем | 91 | 141 | 232.038592(8) | 1.31 (2) d | беременный − | 232 В | (2−) | ||||||||||||
| ЕС (0,003%) | 232 Тур | ||||||||||||||||||
| 233 Затем | 91 | 142 | 233.0402473(23) | 26.975 (13) d | беременный − | 233 В | 3/2− | След [ n 10 ] | |||||||||||
| 234 Затем | Уран с | 91 | 143 | 234.043308(5) | 6,70 (5) ч | беременный − | 234 В | 4+ | След [ n 11 ] | ||||||||||
| SF (3 × 10 −10 %) | (различный) | ||||||||||||||||||
| 234 м Затем | Уран X 2 Короткий |
78 (3) Опыт | 1,17 (3) мин | беременный − (99.83%) | 234 В | (0−) | След [ n 11 ] | ||||||||||||
| Это (0,16%) | 234 Затем | ||||||||||||||||||
| SF (10 −10 %) | (различный) | ||||||||||||||||||
| 235 Затем | 91 | 144 | 235.04544(5) | 24.44 (11) мин | беременный − | 235 В | (3/2−) | ||||||||||||
| 236 Затем | 91 | 145 | 236.04868(21) | 9.1 (1) мин | беременный − | 236 В | 1(−) | ||||||||||||
| беременный − , SF (6 × 10 −8 %) | (различный) | ||||||||||||||||||
| 237 Затем | 91 | 146 | 237.05115(11) | 8.7 (2) мин | беременный − | 237 В | (1/2+) | ||||||||||||
| 238 Затем | 91 | 147 | 238.05450(6) | 2.27 (9) мин | беременный − | 238 В | (3−)# | ||||||||||||
| беременный − , SF (2,6 × 10 −6 %) | (различный) | ||||||||||||||||||
| 239 Затем | 91 | 148 | 239.05726(21)# | 1,8 (5) ч | беременный − | 239 В | (3/2)(−#) | ||||||||||||
| Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: | |||||||||||||||||||
- ^ м PA - возбужденный ядерный изомер .
- ^ () - Неопределенность (1 σ ) приведена в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность, полученные не из чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, отчасти от тенденций с массовой поверхности (TMS).
- ^ Jump up to: а беременный # - Значения, отмеченные #, не являются исключительно из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично от тенденций соседних нукли (TNN).
- ^
Способы распада:
CD: Распад кластера ЕС: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход SF: Спонтанное деление - ^ Символ смелого курения как дочь - дочерний продукт почти стабилен.
- ^ () Значение спина - указывает на спин со слабыми аргументами назначения.
- ^ Теоретически способный к β + распадаться до 219 Тур [ 1 ] [ 5 ]
- ^ Промежуточный распада продукт 235 В
- ^ Промежуточный продукт распада 237 Например
- ^ Jump up to: а беременный Промежуточный продукт распада 238 В
Актиниды и продукты деления
[ редактировать ]| Актиниды [ 7 ] по цепочке распада | Период полураспада Диапазон ( а ) |
деления Продукты 235 U с урожайностью [ 8 ] | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 н | 4 N + 1 | 4 N + 2 | 4 N + 3 | 4.5–7% | 0.04–1.25% | <0,001% | ||
| 228 Солнце № | 4–6 а | 155 Евросоюз тур | ||||||
| 248 Бенк [ 9 ] | > 9 а | |||||||
| 244 См ƒ | 241 Мог ƒ | 250 См | 227 И № | 10–29 а | 90 Старший | 85 КР | 113 м Диск тур | |
| 232 В ƒ | 238 Мог ƒ | 243 См ƒ | 29–97 а | 137 CS | 151 СМ тур | 121 м С | ||
| 249 См ƒ | 242 м Являюсь ƒ | 141–351 а |
Никакие продукты деления не имеют периода полураспада | |||||
| 241 Являюсь ƒ | 251 См ƒ [ 10 ] | 430–900 а | ||||||
| 226 Солнце № | 247 Бенк | 1.3-1.6 IS | ||||||
| 240 Мог | 229 Тур | 246 См ƒ | 243 Являюсь ƒ | 4.7-7.4 | ||||
| 245 См ƒ | 250 См | 8.3-8.5 | ||||||
| 239 Мог ƒ | 24.1 | |||||||
| 230 Тур № | 231 Затем № | 32-76 | ||||||
| 236 Например ƒ | 233 В ƒ | 234 В № | 150-250-это | 99 ТК ₡ | 126 С | |||
| 248 См | 242 Мог | 327-375 IS | 79 С ₡ | |||||
| 1.33 и | 135 CS ₡ | |||||||
| 237 Например ƒ | 1.61-6.5 и | 93 Zr | 107 ПД | |||||
| 236 В | 247 См ƒ | 15-24 и | 129 я ₡ | |||||
| 244 Мог | 80 и |
... ни за пределы 15,7 млн лет [ 11 ] | ||||||
| 232 Тур № | 238 В № | 235 В N - nhabe | 0,7-14,1 здесь | |||||
| ||||||||
Протактиний-230
[ редактировать ]Протактиний-230 имеет 139 нейтронов и период полураспада 17,4 дня. Большую часть времени (92%) он подвергается бета -версии плюс распад до 230 Th , с незначительным (8%) бета-минусом, ведущим к 230 U. Он также имеет очень редкий (0,003%) режим альфа -распада, ведущий к 226 И . [ 12 ] Он не найден в природе, потому что его период полураспада короткая и не найдено в распада цепях 235 В, 238 U, или 232 Тур Он имеет массу 230.034541 u.
Протактиний-230 представляет интерес в качестве предшественника урана-230, изотопа, который рассматривался для использования в целевой альфа-частиц терапии (TAT). Это может быть получено путем протона или девероновского облучения природного тория. [ 13 ]
Протактиний-231
[ редактировать ] |
| 237 Например | ||||||||||||||
| ↑ | ||||||||||||||
| 231 В | ← | 232 В | ↔ | 233 В | ↔ | 234 В | ↔ | 235 В | ↔ | 236 В | → | 237 В | ||
| ↓ | ↑ | ↑ | ↑ | |||||||||||
| 231 Затем | → | 232 Затем | ← | 233 Затем | → | 234 Затем | ||||||||
| ↑ | ↑ | |||||||||||||
| 230 Тур | → | 231 Тур | ← | 232 Тур | → | 233 Тур | ||||||||
| ||||||||||||||
Протактиний-231 является самым продолжительным изотопом протактиния, с периодом полураспада 32 760 лет. В природе это встречается в следовых количествах как часть серии актиния , которая начинается с первичного изотопного урана-235 ; Концентрация равновесия в урановой руде составляет 46,55 231 PA за миллион 235 U. В ядерных реакторах это один из немногих долгоживущих радиоактивных актинидов , произведенных в качестве побочного продукта проецируемого торского топливного цикла в результате (N, 2n) реакций, где быстрый нейтрон удаляет нейтрон из 232 Th или 232 U , и также может быть уничтожен с помощью захвата нейтронов , хотя поперечное сечение для этой реакции также является низким.
энергия связывания: 1759860 кэВ
Энергия бета -распада: −382 кеВ
спин: 3/2-
режим распада: альфа - 227 AC, также другие
Возможные нуклиды родителей бета : 231 Th, ec от 231 У, Альфа из 235 Например.
Протактиний-233
[ редактировать ]Протактиний-233 также является частью топливного цикла Тория. Это промежуточный продукт бета-распада между торием-233 (произведенный из натурального тория-232 путем захвата нейтронов) и урана-233 (расщепляющее топливо цикла тория). Некоторые конструкции реакторов ториевого цикла пытаются защитить PA-233 от дальнейшего захвата нейтронов, производящих PA-234 и U-234, которые не полезны в качестве топлива.
Протактиний-234
[ редактировать ]Protactinium-234 является членом серии урана с полураспадом 6,70 часов. Это было обнаружено Отто Ханом в 1921 году. [ 14 ]
ПРОТАКТИН-234M
[ редактировать ]Protactinium-234M является членом серии Uranium с периодом полураспада 1,17 минуты. Это было обнаружено в 1913 году Казимирцом Фаджансом и Освальдом Хельмутом Герингом , которые назвали его Бревиумом за его короткий период полураспада. [ 15 ] Около 99,8% распада 234 TH производит этот изомер вместо основного состояния (T 1/2 = 6,70 часа). [ 15 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный 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 .
- ^ «Стандартные атомные веса: протактиний» . Ciaaw . 2017.
- ^ 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 (2022-05-04). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 .
- ^ Ауранен, К (3 сентября 2020 г.). «Изучение границ ядерного ландшафта: α-декоративные свойства 211pa» . Физический обзор c . 102 (34305): 034305. Bibcode : 2020PHRVC.102C4305A . doi : 10.1103/physrevc.102.034305 . S2CID 225343089 . Получено 17 сентября 2020 года .
- ^ https://www.nndc.bnl.gov/ensnds/219/pa/adopted.pdf , диаграмма нуклидов NNDC, принятые уровни для 219 Хорошо.
- ^ Jump up to: а беременный Хуан, Т.Х; и др. (2018). "Идентификация нового изотопа 224 NP " (PDF) . Физический обзор c . 98 (4): 044302. BIBCODE : 2018 PHRVC..98D4302H . DOI : 10.1103/PhysRevc.98.044302 . S2CID 125251822 .
- ^ Плюс радий (элемент 88). Несмотря на то, что на самом деле субактинид, он немедленно предшествует актиниуму (89) и следует за трехэлементным разрывом нестабильности после полония (84), где нуклиды не имеют периода полураспада, по меньшей мере, четырех лет (самый долговечный нуклид в разрыве-это разрыв. Радон-222 с полураспадом менее четырех дней ). Самый длинный изотоп Радиума в 1600 лет, таким образом, заслуживает включения элемента здесь.
- ^ Технично из теплового деления урана-235, например, в типичном ядерном реакторе .
- ^ Milsted, J.; Фридман, Ам; Стивенс, CM (1965). «Альфа-период полураспада Беркелия-247; новый долгоживущий изомер Беркелия-248». Ядерная физика . 71 (2): 299. Bibcode : 1965nucph..71..299m . doi : 10.1016/0029-5582 (65) 90719-4 .
"Изотопный анализ раскрыл вид массы 248 в постоянном изобилии в трех образцах, проанализированных в течение около 10 месяцев. Это было приписано изомеру BK 248 с полураспадом превышает 9 лет. Нет роста CF 248 был обнаружен и нижний предел для β − Жизненный период может быть установлен на 10 4 [годы]. Альфа -активность, связанная с новым изомером, не обнаружена; Альфа-период полураспада, вероятно, превышает 300 [лет] ». - ^ Это самый тяжелый нукли с периодом полураспада, по крайней мере, за четыре года до « моря нестабильности ».
- ^ За исключением этих « классически стабильных » нуклидов с полураспадами значительно превышает 232 Th; например, в то время как 113 м CD имеет период полураспада всего четырнадцати лет, который 113 CD составляет восемь четырехлетних лет.
- ^ Audi, G.; Kondev, FG; Ван, М.; Хуан, WJ; Найми С. (2017). «Оценка ядерных свойств Nubase2016» (PDF) . Китайская физика c . 41 (3): 030001. BIBCODE : 2017CHPHC..41C0001A . doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 .
- ^ Mastren, T.; Stein, BW; Паркер, Тг; Radchenko, v.; Copping, R.; Оуэнс, А.; Уайант, Ле; Бруг, М.; Kozimor, SA; Норитер, FM; Бирнбаум, эр; Джон, KD; Фассбендер, я (2018). «Разделение протактиния с использованием хроматографических смол на основе серы» . Аналитическая химия . 90 (11): 7012–7017. doi : 10.1021/acs.analchem.8b01380 . ISSN 0003-2700 . Ости 1440455 . PMID 29757620 .
- ^ Фрай, С. и М. Тоеннесен. «Открытие изотопов актиния, тория, протактиния и урана». 14 января 2012 года. Доступ к 20 мая 2018 . года
- ^ Jump up to: а беременный «Информационный бюллетень для здоровья человека - протактиний» (PDF) . Аргронная национальная лаборатория (ANL). Ноябрь 2001 . Получено 17 октября 2023 года .
- Изотопные массы от:
- Audi, Жорж; Берсильон, Оливье; Блахто, Джин; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), «Оценка n Ubase ядерных и распадных свойств» , Ядерная физика A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003nupha.729 .... 3a , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Изотопные композиции и стандартные атомные массы из:
- де Лейтер, Джон Роберт ; Böhlke, Джон Карл; Де Бивра, Пол; Хидака, Хироши; Пейзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин младший; Тейлор, Филипп Д.П. (2003). «Атомные веса элементов. Обзор 2000 (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351/pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомные веса элементов 2005 года (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351/pac200678112051 .
- «Новости и уведомления: стандартные атомные веса пересмотрены» . Международный союз чистой и прикладной химии . 19 октября 2005 г.
- Данные полураспада, спин и изомер, выбранные из следующих источников.
- Audi, Жорж; Берсильон, Оливье; Блахто, Джин; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), «Оценка n Ubase ядерных и распадных свойств» , Ядерная физика A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003nupha.729 .... 3a , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Национальный центр ядерного обращения . «База данных Nudat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде Дэвид Р. (ред.). Справочник по химии и физике CRC (85 -е изд.). Бока Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
