Висмут-209 - Bismuth-209

Висмут-209,209Би
Общий
Символ209Би
Именависмут-209, Би-209
Протоны83
Нейтронов126
Данные о нуклидах
Природное изобилие100%
Период полураспада2.01×1019 годы[1]
Родительские изотопы209Pb  (β− )
209По  (β+ )
213В  (α )
Продукты распада205Tl
Изотопная масса208.9803987 ты
Вращение9/2−
Избыточная энергия−18 258.461± 2.4 кэВ
Связующая энергия7847,987 ± 1,7 кэВ
Режимы распада
Режим распадаЭнергия распада (МэВ )
Альфа-излучение3.1373
Изотопы висмута
Полная таблица нуклидов

Висмут-209 (209Bi) - это изотоп из висмут с самым давно известным период полураспада любой радиоизотоп претерпевает α-распад (альфа-распад ). В нем 83 протона и магическое число 126 нейтронов и атомная масса 208,9803987 аму (атомные единицы массы). Изначальный висмут полностью состоит из этого изотопа.

Свойства распада

Долгое время считалось, что висмут-209 имеет самое тяжелое стабильное ядро ​​из всех элементов, но в 2003 году исследовательская группа из Института астрофизики Пространства (Institut d’Astrophysique Spatiale) Орсе, Франция, обнаружил, что 209Би подвергается альфа-распад с периодом полураспада примерно 19 exayears (1.9×1019, примерно 19 квинтиллионов лет), более миллиард раз дольше, чем текущая оценка возраст вселенной. Самое тяжелое ядро, которое считается стабильным, сейчас свинец-208. Теория ранее предсказывала период полураспада 4,6×1019 годы. Событие распада дает 3,14 МэВ альфа-частица и превращает атом в таллий-205.[2][3]

Висмут-209 со временем образует 205Tl если его не беспокоить:

209
83Би
 → 205
81Tl
 + 4
2Он
[4]

В случае возмущения он включился бы в цикл захвата нейтронов свинец-висмут от свинца-206/207/208 до висмута-209, несмотря на низкие сечения захвата. Даже в случае таллия-205, описанного выше, после полной ионизации он снова превращается в свинец.

Благодаря чрезвычайно долгому периоду полураспада почти для всех применений 209Bi по-прежнему можно рассматривать как нерадиоактивный. Его радиоактивность намного меньше, чем у человеческого тела, поэтому он не представляет серьезной опасности от излучения. Несмотря на то что 209Bi имеет рекорд полураспада для альфа-распада, у висмута не самый длинный период полураспада среди всех радионуклид быть обнаруженным экспериментально - это различие принадлежит теллур -128 (128Te ) с периодом полураспада, оцениваемым в 7,7 × 1024 лет двойной β-распад (двойной бета-распад).[5]

Период полураспада висмута-209 был подтвержден в 2012 году итальянской группой исследователей. Гран Сассо кто сообщил (2.01±0.08)×1019 лет и даже более длительный период полураспада для альфа-распада висмута-209 до первого возбужденного состояния таллия-205 при 204 кэВ, по оценкам, составляет 1,66×1021 годы.[6] Несмотря на то, что это значение короче, чем измеренный период полураспада теллура-128, оба альфа-распада висмута-209 являются рекордом самой тонкой естественной ширины линии любого измеряемого физического возбуждения, соответственно оцененной в ΔΕ ~ 5.5 × 10−43 эВ и ΔΕ ~ 1.3 × 10−44 эВ в применении принцип неопределенности Гейзенберга[7] (двойной бета-распад будет давать энергетические линии только при безнейтринных переходах, что еще не наблюдалось).

Использует

210По можно изготовить бомбардировкой 209Би с нейтроны в ядерном реакторе. Всего около 100 грамм 210По производятся каждый год.[8]

Формирование

В красном гиганте звезды из асимптотическая ветвь гигантов, то s-процесс (медленный процесс) продолжается, чтобы произвести висмут-209 и полоний-210 путем захвата нейтронов как самых тяжелых элементов, которые должны быть сформированы, и последний быстро распадается. Все элементы тяжелее его образуются в r-процесс, или быстрый процесс, который происходит в течение первых пятнадцати минут сверхновые.[9]

Смотрите также

Примечания

Более легкий:
висмут-208		Висмут-209 - это
изотоп из висмут		Тяжелее:
висмут-210
Продукт распада из:
астатин-213(α )
полоний-209(β+ )
свинец-209(β− )		Цепочка распада
висмута-209		Распада к:
таллий-205(α)

Рекомендации

  1. ^ Audi, G .; Кондев, Ф. Г .; Wang, M .; Huang, W. J .; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF). Китайская физика C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ЧФК..41с0001А. Дои:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  2. ^ Дюме, Бель (2003-04-23). «Висмут побил рекорд периода полураспада для альфа-распада». Physicsweb.
  3. ^ Марсильяк, Пьер де; Ноэль Корон; Жерар Дамбье; Жак Леблан; Жан-Пьер Моалик (апрель 2003 г.). «Экспериментальное обнаружение α-частиц от радиоактивного распада природного висмута». Природа. 422 (6934): 876–878. Bibcode:2003Натура.422..876D. Дои:10.1038 / природа01541. PMID  12712201.
  4. ^ «Изотопные данные америция-241 в Периодической таблице».
  5. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2011-09-28. Получено 2013-01-10.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт) Информация и период полураспада теллура-128. По состоянию на 14 июля 2009 г.
  6. ^ J.W. Биман; и другие. (2012). "Первое измерение частичной ширины 209Би-распад на землю и в первые возбужденные состояния ». Письма с физическими проверками. 108 (6): 062501. arXiv:1110.3138. Дои:10.1103 / PhysRevLett.108.062501. PMID  22401058.
  7. ^ «Время жизни частиц из принципа неопределенности».
  8. ^ «Швейцарское исследование: в костях Арафата обнаружен полоний». Аль-Джазира. Получено 2013-11-07.
  9. ^ Чейссон, Эрик и Стив Макмиллан. Астрономия сегодня. 6-е изд. Сан-Франциско: Pearson Education, 2008.