Изотопы астата
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Астат ( 85 Ат) имеет 41 известный изотоп , все из которых радиоактивны ; их массовые числа колеблются от 188 до 229 (хотя 189 Ат не обнаружен). [2] Также известно 24 метастабильных возбужденных состояния . Самый долгоживущий изотоп – 210 Ат, период полураспада которого составляет 8,1 часа; Самый долгоживущий изотоп, существующий в естественных цепочках распада, - это 219 У с периодом полураспада 56 секунд.
Список изотопов
[ редактировать ]Нуклид [n 1] | С | Н | Изотопная масса ( Да ) [n 2] [n 3] | Период полураспада | Разлагаться режим [n 4] | Дочь изотоп [n 5] | Спин и паритет [№ 6] [n 7] | Изотопический избыток | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения [n 7] | |||||||||||||||||||
188 В [2] | 85 | 103 | 190 +350 −80 мкс | а (~50%) | 184 С | ||||||||||||||
р (~50%) | 187 Po | ||||||||||||||||||
190 В [2] | 85 | 105 | 1.0 +14 −4 мс | а | 186 С | (10−) | |||||||||||||
191 В [3] | 85 | 106 | 1.7 +11 −5 мс | а | 187 С | (1/2+) | |||||||||||||
191 м В | 50(30) кэВ | 2.1 +4 −3 мс | а | 187 С | (7/2−) | ||||||||||||||
192 В [4] | 85 | 107 | 192.00314(28) | 11,5(6) мс | а | 188 С | 3+# | ||||||||||||
б + (редкий) | 192 Po | ||||||||||||||||||
б + , Сан-Франциско (0,42%) | (различный) | ||||||||||||||||||
192 м В | 0(40) кэВ | 88(6) мс | а | 188 м С | (9−, 10−) | ||||||||||||||
б + (редкий) | 192 Po | ||||||||||||||||||
б + , Сан-Франциско (0,42%) | (различный) | ||||||||||||||||||
193 В [4] | 85 | 108 | 192.99984(6) | 28 +5 −4 мс | а | 189 С | (1/2+) | ||||||||||||
193м1 В | 8(9) кэВ | 21(5) мс | а | 189м1 С | (7/2−) | ||||||||||||||
193м2 В | 42(9) кэВ | 27 +4 −3 мс | ИТ (76%) | 193 В | (13/2+) | ||||||||||||||
а (24%) | 189м2 С | ||||||||||||||||||
194 В [4] | 85 | 109 | 193.99873(20) | 286(7) мс | а (91,7%#) | 190 С | (5-) | ||||||||||||
б + (8.3%#) | 194 Po | ||||||||||||||||||
б + , Сан-Франциско (0,032%#) | (различный) | ||||||||||||||||||
194 м В | -20(40) кэВ | 323(7) мс | а (91,7%#) | 190 С | (10-) | ||||||||||||||
б + (8.3%#) | 194 Po | ||||||||||||||||||
б + , Сан-Франциско (0,032%#) | (различный) | ||||||||||||||||||
195 В [4] | 85 | 110 | 194.996268(10) | 290(20) мс | а | 191 м С | (1/2+) | ||||||||||||
б + ? | 195 Po | ||||||||||||||||||
195 м В | 29(7) кэВ | 143(3) мс | а (88%) | 191 С | (7/2-) | ||||||||||||||
ИТ (12%) | 195 В | ||||||||||||||||||
б + ? | 195 Po | ||||||||||||||||||
196 В [4] | 85 | 111 | 195.99579(6) | 377(4) мс | а (97,5%) | 192 С | (3+) | ||||||||||||
б + (2.5%) | 196 Po | ||||||||||||||||||
196м1 В | -40(40) кэВ | 20# мс | а | 192 м С | (10−) | ||||||||||||||
196м2 В | 157,9(1) кэВ | 11(2) мкс | ЭТО | 196 В | (5+) | ||||||||||||||
197 В [4] | 85 | 112 | 196.99319(5) | 388,2(5,6) мс | а (96,1%) | 193 С | (9/2−) | ||||||||||||
б + (3.9%) | 197 Po | ||||||||||||||||||
197м1 В | 45(8) кэВ | 2,0(2) с | а | 193м1 С | (1/2+) | ||||||||||||||
ИТ (<0,004%) | 197 В | ||||||||||||||||||
б + ? | 197 Po | ||||||||||||||||||
197м2 В | 310,7(2) кэВ | 1,3(2) мкс | ЭТО | 197 В | (13/2+) | ||||||||||||||
198 В | 85 | 113 | 197.99284(5) | 4,2(3) с | а (94%) | 194 С | (3+) | ||||||||||||
б + (6%) | 198 Po | ||||||||||||||||||
198 м В | 330(90)# кэВ | 1,0(2) с | (10−) | ||||||||||||||||
199 В | 85 | 114 | 198.99053(5) | 6,92(13) с | а (89%) | 195 С | (9/2−) | ||||||||||||
б + (11%) | 199 Po | ||||||||||||||||||
200 В | 85 | 115 | 199.990351(26) | 43,2(9) с | а (57%) | 196 С | (3+) | ||||||||||||
б + (43%) | 200 Po | ||||||||||||||||||
200м1 В | 112,7(30) кэВ | 47(1) с | а (43%) | 196 С | (7+) | ||||||||||||||
ЭТО | 200 В | ||||||||||||||||||
б + | 200 Po | ||||||||||||||||||
200м2 В | 344(3) кэВ | 3,5(2) с | (10−) | ||||||||||||||||
201 В | 85 | 116 | 200.988417(9) | 85(3) с | а (71%) | 197 С | (9/2−) | ||||||||||||
б + (29%) | 201 Po | ||||||||||||||||||
202 В | 85 | 117 | 201.98863(3) | 184(1) с | б + (88%) | 202 Po | (2, 3)+ | ||||||||||||
а (12%) | 198 С | ||||||||||||||||||
202м1 В | 190(40) кэВ | 182(2) с | (7+) | ||||||||||||||||
202м2 В | 580(40) кэВ | 460(50) мс | (10−) | ||||||||||||||||
203 В | 85 | 118 | 202.986942(13) | 7,37(13) мин. | б + (69%) | 203 Po | 9/2− | ||||||||||||
а (31%) | 199 С | ||||||||||||||||||
204 В | 85 | 119 | 203.987251(26) | 9,2(2) мин. | б + (96%) | 204 Po | 7+ | ||||||||||||
а (3,8%) | 200 С | ||||||||||||||||||
204 м В | 587,30(20) кэВ | 108(10) мс | ЭТО | 204 В | (10−) | ||||||||||||||
205 В | 85 | 120 | 204.986074(16) | 26,2(5) мин. | б + (90%) | 205 Po | 9/2− | ||||||||||||
а (10%) | 201 С | ||||||||||||||||||
205 м В | 2339,65(23) кэВ | 7,76(14) мкс | 29/2+ | ||||||||||||||||
206 В | 85 | 121 | 205.986667(22) | 30,6(13) мин. | б + (99.11%) | 206 Po | (5)+ | ||||||||||||
а (0,9%) | 202 С | ||||||||||||||||||
206 м В | 807(3) кэВ | 410(80) нс | (10)− | ||||||||||||||||
207 В | 85 | 122 | 206.985784(23) | 1,80(4) ч | б + (91%) | 207 Po | 9/2− | ||||||||||||
а (8,6%) | 203 С | ||||||||||||||||||
208 В | 85 | 123 | 207.986590(28) | 1,63(3) ч | б + (99.5%) | 208 Po | 6+ | ||||||||||||
а (0,55%) | 204 С | ||||||||||||||||||
209 В | 85 | 124 | 208.986173(8) | 5,41(5) ч. | б + (96%) | 209 Po | 9/2− | ||||||||||||
а (4,0%) | 205 С | ||||||||||||||||||
210 В | 85 | 125 | 209.987148(8) | 8,1(4) ч | б + (99.8%) | 210 Po | (5)+ | ||||||||||||
а (0,18%) | 206 С | ||||||||||||||||||
210м1 В | 2549,6(2) кэВ | 482(6) мкс | (15)− | ||||||||||||||||
210м2 В | 4027,7(2) кэВ | 5,66(7) мкс | (19)+ | ||||||||||||||||
211 В | 85 | 126 | 210.9874963(30) | 7,214(7) ч | ЕС (58,2%) | 211 Po | 9/2− | ||||||||||||
а (42%) | 207 С | ||||||||||||||||||
212 В | 85 | 127 | 211.990745(8) | 314(2) мс | а [№ 8] | 208 С | (1−) | ||||||||||||
212м1 В | 223(7) кэВ | 119(3) мс | а | 208 С | (9−) | ||||||||||||||
212м2 В | 4771,6(11) кэВ | 152(5) мкс | ЭТО | 212 В | (25−) | ||||||||||||||
213 В | 85 | 128 | 212.992937(5) | 125(6) нс | а [n 9] | 209 С | 9/2− | ||||||||||||
214 В | 85 | 129 | 213.996372(5) | 558(10) нс | а | 210 С | 1− | ||||||||||||
214м1 В | 59(9) кэВ | 265(30) нс | а | 210 С | |||||||||||||||
214м2 В | 231(6) кэВ | 760(15) нс | а | 210 С | 9− | ||||||||||||||
215 В | 85 | 130 | 214.998653(7) | 0,10(2) мс | а | 211 С | 9/2− | След [№ 10] | |||||||||||
216 В | 85 | 131 | 216.002423(4) | 0,30(3) мс | а [№ 11] | 212 С | 1− | ||||||||||||
216 м В | 161(11) кэВ [1] | 100# мкс | а | 212 С | 9−# | ||||||||||||||
217 В | 85 | 132 | 217.004719(5) | 32,3(4) мс | а (99,98%) | 213 С | 9/2− | След [№ 12] | |||||||||||
б − (.012%) | 217 Рн | ||||||||||||||||||
218 В | 85 | 133 | 218.008694(12) | 1,27(6) с [9] | а (99,9%) | 214 С | (2−,3−) | След [№ 13] | |||||||||||
б − (0.1%) [5] | 218 Рн | ||||||||||||||||||
219 В | 85 | 134 | 219.011162(4) | 56(3) с | а (97%) | 215 С | (9/2−) | След [№ 10] | |||||||||||
б − (3.0%) | 219 Рн | ||||||||||||||||||
220 В | 85 | 135 | 220.015433(15) | 3,71(4) мин. | б − (92%) | 220 Рн | 3(−#) | ||||||||||||
а (8,0%) | 216 С | ||||||||||||||||||
221 В | 85 | 136 | 221.018017(15) | 2,3(2) мин. | б − | 221 Рн | 3/2−# | ||||||||||||
222 В | 85 | 137 | 222.022494(17) | 54(10) с | б − | 222 Рн | |||||||||||||
223 В | 85 | 138 | 223.025151(15) | 50(7) с | б − | 223 Рн | 3/2−# | ||||||||||||
224 В | 85 | 139 | 224.029749(24) | 2,5(1,5) мин | б − | 224 Рн | 2+# | ||||||||||||
225 В | 85 | 140 | 225.03253(32)# | 3# с | б − | 225 Рн | 1/2+# | ||||||||||||
226 В | 85 | 141 | 226.03721(32)# | 7# мин | б − | 226 Рн | 2+# | ||||||||||||
227 В | 85 | 142 | 227.04018(32)# | 5# с | б − | 227 Рн | 1/2+# | ||||||||||||
228 В | 85 | 143 | 228.04496(43)# | 1# мин | б − | 228 Рн | 3+# | ||||||||||||
229 В | 85 | 144 | 229.04819(43)# | 1# с | б − | 229 Рн | 1/2+# | ||||||||||||
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: |
- ^ м At – Возбужденный ядерный изомер .
- ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) указывается в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не на основе чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе трендов поверхности массы (TMS).
- ^ Режимы распада:
ЕС: Захват электрона ЭТО: Изомерный переход - ^ жирный курсив — дочерний продукт почти стабилен. Дочерний
- ^ ( ) значение вращения — указывает на вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Jump up to: а б # – Значения, отмеченные #, получены не только на основе экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе трендов соседних нуклидов (TNN).
- ^ Теоретически способен к β + распадаться на 212 По или β − распадаться на 212 Рн [5] [1] [6]
- ^ Теоретически способен захватывать электроны 213 Po [7]
- ^ Jump up to: а б Промежуточный распада продукт 235 В
- ^ Теоретически способен захватывать электроны 216 По или β − распадаться на 216 Рн [5] [1] [8]
- ^ Промежуточный продукт распада 237 Например
- ^ Промежуточный продукт распада 238 В
Альфа-распад
[ редактировать ]Масса число | Масса избыток [5] | Масса превышение дочь [5] | Средний энергия альфа разлагаться | Период полураспада [5] | Вероятность альфа разлагаться [5] | Альфа разлагаться период полураспада |
---|---|---|---|---|---|---|
207 | −13,243 МэВ | −19,116 МэВ | 5,873 МэВ | 1,80 ч. | 8.6 % | 20,9 ч. |
208 | −12,491 МэВ | −18,243 МэВ | 5,752 МэВ | 1,63 ч. | 0.55 % | 12,3 д. |
209 | −12,880 МэВ | −18,638 МэВ | 5,758 МэВ | 5,41 ч. | 4.1 % | 5,5 д. |
210 | −11,972 МэВ | −17,604 МэВ | 5,632 МэВ | 8,1 ч. | 0.175 % | 193 д. |
211 | −11,647 МэВ | −17,630 МэВ | 5,983 МэВ | 7.21 ч. | 41.8 % | 17,2 ч. |
212 | −8,621 МэВ | −16,436 МэВ | 7,825 МэВ | 0,31 с | ≈100% | 0,31 с |
213 | −6,579 МэВ | −15,834 МэВ | 9,255 МэВ | 125 нс | 100 % | 125 нс |
214 | −3,380 МэВ | −12,366 МэВ | 8,986 МэВ | 558 нс | 100 % | 558 нс |
219 | 10,397 МэВ | 4,073 МэВ | 6,324 МэВ | 56 с | 97 % | 58 с |
220 | 14,350 МэВ | 8,298 МэВ | 6,052 МэВ | 3,71 мин. | 8 % | 46,4 мин. |
221 [б] | 16,810 МэВ | 11,244 МэВ | 5,566 МэВ | 2,3 мин. | экспериментально альфа-стабильный | ∞ |
Астат имеет 23 ядерных изомера (ядра с одним или несколькими нуклонами – протонами или нейтронами – в возбужденном состоянии ). Ядерный изомер также можно назвать « метасостоянием »; это означает, что система имеет больше внутренней энергии , чем « основное состояние » (состояние с минимально возможной внутренней энергией), что делает первое вероятным распадом во второе. У каждого изотопа может быть более одного изомера. Самый стабильный из них — астат-202м1, [с] период полураспада которого составляет около 3 минут; это дольше, чем у всех основных состояний, кроме изотопов 203–211 и 220. Наименее стабильным является астат-214m1; его период полураспада 265 нс короче, чем у всех основных состояний, кроме 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 утяжеления ядер. Однако астат-211 имеет значительно более высокую энергию, чем предыдущий изотоп; у него есть ядро со 126 нейтронами, а 126 — магическое число (соответствующее заполненной нейтронной оболочке). Несмотря на такое же время полураспада, как и 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] [д] 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 этого элемента нет бета-стабильных изотопов (т.е. тех, которые вообще не подвергаются бета-распаду), [11] хотя измерения ядерной массы показывают, что 215 На самом деле At является бета-стабильным, так как имеет самую низкую массу из всех изобар с A = 215. [12] Режим бета-распада обнаружен для всех других изотопов астата, кроме 212 В, 213 В, 214 В, 216 В и 216 м В. [5] [1] Среди других изотопов: астат-210 и более легкие изотопы распадаются за счет испускания позитронов ; астат-217 и более тяжелые изотопы подвергаются бета-распаду ; а астат-211 вместо этого распадается за счет захвата электронов . [5] Ожидается, что астат-212 и астат-216 распадутся в любом случае.
Наиболее стабильным изотопом астата является астат-210, период полураспада которого составляет около 8,1 часа. Основным способом распада этого изотопа является испускание позитронов в относительно долгоживущий альфа-излучатель полоний-210 . В общей сложности только пять изотопов астата имеют период полураспада, превышающий один час: между 207 и 211. Наименее стабильным изотопом в основном состоянии является астат-213, период полураспада которого составляет около 125 наносекунд . Он претерпевает альфа-распад до чрезвычайно долгоживущего (на практике стабильного) изотопа висмута-209 . [5]
См. также
[ редактировать ]- ^ В таблице под словами «избыток массы» указаны энергетические эквиваленты, а не реальные излишки массы; «дочерний избыток массы» означает энергетический эквивалент суммы избытка массы дочернего изотопа и альфа-частицы; «Период полураспада альфа» относится к периоду полураспада, если опущены другие режимы распада, кроме альфа.
- ^ Поскольку не было показано, что астат-221 подвергается альфа-распаду, энергия альфа-распада является теоретической. Значение избытка массы рассчитывается, а не измеряется.
- ^ «m1» означает, что это состояние изотопа является следующим возможным состоянием выше - энергия больше, чем - основное состояние. «м2» и подобные обозначения относятся к дальнейшим более высоким энергетическим состояниям. Это число можно опустить, если существует только одно хорошо известное метасостояние, такое как астат-216m. Обратите внимание, что существуют и другие методы обозначения.
- ^ Это означает, что если опустить режимы распада, кроме альфа, то период полураспада альфа-210 составляет 4628,6 часа (128,9 дней), а период полураспада астата-211 составляет 17,2 часа (0,9 дня). Следовательно, астат-211 менее стабилен к альфа-распаду, чем более легкий изотоп, и с большей вероятностью подвергнется альфа-распаду за тот же период времени.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и 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 .
- ^ Jump up to: а б с Кокконен, Хна. «Свойства распада новых изотопов 188At и 190At» (PDF) . Университет Ювяскюля . Проверено 8 июня 2023 г.
- ^ 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.). «Исследования 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 . Проверено 23 июня 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (1 марта 2021 г.). «Оценка ядерно-физических свойств NUBASE2020*» . Китайская физика C, физика высоких энергий и ядерная физика . 45 (3): 030001. Бибкод : 2021ChPhC..45c0001K . дои : 10.1088/1674-1137/abddae . ISSN 1674-1137 . ОСТИ 1774641 . S2CID 233794940 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), « Оценка NUBASE свойств ядра и распада» , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Бибкод : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- ^ https://www.nndc.bnl.gov/ensnds/212/At/adopted.pdf , Диаграмма нуклидов NNDC, принятые уровни для 212 В.
- ^ https://www.nndc.bnl.gov/ensnds/213/At/adopted.pdf , Диаграмма нуклидов NNDC, принятые уровни для 213 В.
- ^ https://www.nndc.bnl.gov/ensnds/216/At/adopted.pdf , Диаграмма нуклидов NNDC, принятые уровни для 216 В.
- ^ Кубисс, Дж.Г.; Андреев А.Н.; Барзах А.Е.; Андел, 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.; Костер, У.; Марш, бакалавр; Молканов, ПЛ; Россель, RE; Роте, С.; Селиверстов, доктор медицинских наук; Селс, С.; Шёдин, AM; Стрийчик, М.; Л. Трусдейл, В.; Ван Беверен, Дж.; 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 .
- ^ Jump up to: а б с Lavrukhina & Pozdnyakov 1966 , p. 232.
- ^ Ранкама, Калерво (1956). Изотопная геология (2-е изд.). Пергамон Пресс. п. 403. ИСБН 978-0-470-70800-2 .
- ^ 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 .
- Lavrukhina, Avgusta Konstantinovna; Pozdnyakov, Aleksandr Aleksandrovich (1966). Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция [ Аналитическая химия технеция, прометия, астата и франция ] (на русском языке). Наука .
- Массы изотопов из:
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), « Оценка NUBASE свойств ядра и распада» , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Бибкод : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), « Оценка NUBASE свойств ядра и распада» , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Бибкод : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). Справочник CRC по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .