Изотопы астата - Isotopes of astatine

Основные изотопы астатин  (85В)
ИзотопРазлагаться
изобилиепериод полураспада (т1/2)Режимпродукт
209Всин5,41 чβ+209По
α205Би
210Всин8.1 чβ+210По
α206Би
211Всин7.21 чε211По
α207Би

Астатин (85At) имеет 39 известных изотопы, все из которых радиоактивный; диапазон их массовых чисел от 191 до 229. Также существует 23 метастабильный возбужденные состояния. Самый долгоживущий изотоп - это 210At, имеющий период полураспада 8,1 часа; самый долгоживущий изотоп, существующий в естественных цепочки распада является 219При периоде полураспада 56 секунд.

Список изотопов

Нуклид
[n 1]		ZNИзотопная масса (Да )
[n 2][n 3]		Период полураспада
Разлагаться
Режим
[n 4]		Дочь
изотоп
Вращение и
паритет
[n 5][n 6]		Изотопический
избыток
Энергия возбуждения[n 6]
191В851061,7 (+ 11−5) мс(1/2+)
191 кв.м.В2,1 (+ 4−3) мс(7/2−)
192В85107192.00314(28)11,5 (0,6) мсα (99,79%)188Би3+#
β+, SF (0,21%)(разные)
192 кв.м.В330 (90) # кэВ88 (6) мсα (99,79%)188 кв.м.Би(9-, 10−)
β+, SF (0,21%)(разные)
193В85108192.99984(6)28 (+ 5−4) мсα189Би(1/2+)
193м1В50 кэВ21 (5) мс(7/2−)
193м2В39 кэВ27 (+ 4−5) мс(13/2+)
194В85109193.99873(20)286 (7) мсα190Би(4-, 5-)
β+ (редкий)194По
194 кв.м.В480 (190) кэВ323 (7) мсα190Би(9-, 10-)
ЭТО (редкий)194В
195В85110194.996268(10)328 (20) мсα (75%)191Би(1/2+)
β+ (25%)195По
195 мВ34 (7) кэВ147 (5) мс(7/2-)
196В85111195.99579(6)253 (9) мсα (96%)192Би(3+)
β+ (4.0%)196По
196м1В−30 (80) кэВ20 # мс(10−)
196м2В157.9 (1) кэВ11 мкс(5+)
197В85112196.99319(5)0,390 (16) сα (96%)193Би(9/2−)
β+ (4.0%)197По
197мВ52 (10) кэВ2,0 (2) с(1/2+)
198В85113197.99284(5)4,2 (3) сα (94%)194Би(3+)
β+ (6%)198По
198 кв.м.В330 (90) # кэВ1.0 (2) с(10−)
199В85114198.99053(5)6.92 (13) сα (89%)195Би(9/2−)
β+ (11%)199По
200В85115199.990351(26)43,2 (9) сα (57%)196Би(3+)
β+ (43%)200По
200 млВ112,7 (30) кэВ47 (1) сα (43%)196Би(7+)
ЭТО200В
β+200По
200м2В344 (3) кэВ3,5 (2) с(10−)
201В85116200.988417(9)85 (3) сα (71%)197Би(9/2−)
β+ (29%)201По
202В85117201.98863(3)184 (1) сβ+ (88%)202По(2, 3)+
α (12%)198Би
202м1В190 (40) кэВ182 (2) с(7+)
202м2В580 (40) кэВ460 (50) мс(10−)
203В85118202.986942(13)7,37 (13) минβ+ (69%)203По9/2−
α (31%)199Би
204В85119203.987251(26)9,2 (2) минβ+ (96%)204По7+
α (3,8%)200Би
204 кв.м.В587.30 (20) кэВ108 (10) мсЭТО204В(10−)
205В85120204.986074(16)26,2 (5) минβ+ (90%)205По9/2−
α (10%)201Би
205 кв.м.В2339.65 (23) кэВ7,76 (14) мкс29/2+
206В85121205.986667(22)30,6 (13) минβ+ (99.11%)206По(5)+
α (0,9%)202Би
206 кв.м.В807 (3) кэВ410 (80) нс(10)−
207В85122206.985784(23)1.80 (4) чβ+ (91%)207По9/2−
α (8,6%)203Би
208В85123207.986590(28)1,63 (3) чβ+ (99.5%)208По6+
α (0,55%)204Би
209В85124208.986173(8)5,41 (5) чβ+ (96%)209По9/2−
α (4,0%)205Би
210В85125209.987148(8)8.1 (4) чβ+ (99.8%)210По(5)+
α (0,18%)206Би
210 млВ2549.6 (2) кэВ482 (6) мкс(15)−
210м2В4027,7 (2) кэВ5,66 (7) мкс(19)+
211В85126210.9874963(30)7,214 (7) чEC (58.2%)211По9/2−
α (42%)207Би
212В85127211.990745(8)0,314 (2) сα (99,95%)208Би(1−)
β+ (0.05%)212По
β− (2×10−6%)212Rn
212м1В223 (7) кэВ0,119 (3) сα (99%)208Би(9−)
IT (1%)212В
212м2В4771,6 (11) кэВ152 (5) мкс(25−)
213В85128212.992937(5)125 (6) нсα209Би9/2−
214В85129213.996372(5)558 (10) нсα210Би1−
214м1В59 (9) кэВ265 (30) нс
214м2В231 (6) кэВ760 (15) нс9−
215В85130214.998653(7)0,10 (2) мсα211Би9/2−След[n 7]
216В85131216.002423(4)0,30 (3) мсα (99,99%)212Би1−
β− (.006%)216Rn
ЭК (3 × 10−7%)216По
216 кв.м.В413 (5) кэВ100 # мкс(9−)
217В85132217.004719(5)32,3 (4) мсα (99,98%)213Би9/2−След[n 8]
β− (.012%)217Rn
218В85133218.008694(12)1,5 (3) сα (99,9%)214Би1−#След[n 9]
β− (0.10%)218Rn
219В85134219.011162(4)56 (3) сα (97%)215Би(9/2-)След[n 7]
β− (3.0%)219Rn
220В85135220.01541(6)3,71 (4) минβ− (92%)220Rn3(−#)
α (8,0%)216Би
221В85136221.01805(21)#2,3 (2) минβ−221Rn3/2−#
222В85137222.02233(32)#54 (10) сβ−222Rn
223В85138223.02519(43)#50 (7) сβ−223Rn3/2−#
224В85139224.02975(22)#2,5 (1,5) минβ−224Rn
  1. ^ мВ - Возбужден ядерный изомер.
  2. ^ () - Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов от массовой поверхности (ТМС ).
  4. ^ Режимы распада:
    EC:Электронный захват
    ЭТО:Изомерный переход
  5. ^ () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  6. ^ а б # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
  7. ^ а б Средний продукт распада из 235U
  8. ^ Промежуточный продукт распада 237Np
  9. ^ Промежуточный продукт распада 238U

Альфа-распад

Характеристики альфа-распада для образцов изотопов астата[а]
Масса
номер		Масса
избыток[1]		Масса
превышение
дочь[1]		Средний
энергия
альфа
разлагаться		Период полураспада[1]Вероятность
альфа
разлагаться[1]		Альфа
разлагаться
период полураспада
207−13,243 МэВ−19,116 МэВ5,873 МэВ1.80 ч8.6%20.9 ч
208−12,491 МэВ−18,243 МэВ5,752 МэВ1,63 ч0.55%12,3 г
209−12,880 МэВ−18,638 МэВ5,758 МэВ5,41 ч4.1%5.5 дн
210−11,972 МэВ−17,604 МэВ5,632 МэВ8.1 ч0.175%193 г
211−11,647 МэВ−17,630 МэВ5,983 МэВ7.21 ч41.8%17,2 ч
212−8,621 МэВ−16,436 МэВ7,825 МэВ0,31 с≈100%0,31 с
213−6,579 МэВ−15.834 МэВ9,255 МэВ125 нс100%125 нс
214−3,380 МэВ−12,366 МэВ8,986 МэВ558 нс100%558 нс
21910,397 МэВ4.073 МэВ6,324 МэВ56 с97%58 с
22014,350 МэВ8,298 МэВ6.052 МэВ3,71 мин.8%46,4 мин
221[b]16.810 МэВ11,244 МэВ5.566 МэВ2.3 минэкспериментально
альфа стабильный		∞

Астатин имеет 23 ядерные изомеры (ядра с одним или несколькими нуклоны  – протоны или же нейтроны - в возбужденное состояние ). Ядерный изомер также можно назвать "мета -state "; это означает, что в системе больше внутренняя энергия чем "основное состояние "(состояние с минимально возможной внутренней энергией), в результате чего первое, вероятно, распадется на второе. Для каждого изотопа может быть более одного изомера. Наиболее стабильным из них является астатин-202m1,[c] с периодом полураспада около 3 минут; это больше, чем у всех основных состояний, кроме изотопов 203–211 и 220. Наименее стабильным является астатин-214m1; его период полураспада 265 нс короче, чем у всех основных состояний, кроме астатина-213.[1]

Альфа-распад энергия следует той же тенденции, что и для других тяжелых элементов.[2] Более легкие изотопы астата имеют довольно высокие энергии альфа-распада, которые становятся ниже по мере того, как ядра становятся тяжелее. Однако астат-211 имеет значительно более высокую энергию, чем предыдущий изотоп; у него есть ядро ​​с 126 нейтронами, а 126 - это магическое число (соответствует заполненной нейтронной оболочке). Несмотря на то, что время полураспада такое же, как и у предыдущего изотопа (8,1 часа для астатина-210 и 7,2 часа для астатина-211), вероятность альфа-распада для последнего намного выше: 41,8% против всего 0,18%.[1][d] Два следующих изотопа выделяют еще больше энергии, при этом астат-213 выделяет наибольшее количество энергии из всех изотопов астата. По этой причине это самый короткоживущий изотоп астата.[2] Хотя более тяжелые изотопы астата выделяют меньше энергии, долгоживущего изотопа астата не существует; это происходит из-за возрастающей роли бета-распад.[2] Этот режим распада особенно важен для астата: еще в 1950 г. постулировалось, что этот элемент не имеет бета-стабильный изотопы (т.е. те, которые вообще не подвергаются бета-распаду),[3] хотя измерения ядерной массы показывают, что 215На самом деле At является бета-стабильным, так как имеет самую низкую массу из всех изобары с А = 215.[4] Режим бета-распада был обнаружен для всех других изотопов астата, за исключением астатина-213, астатина-214 и астатина-216m.[1] Среди других изотопов: астат-210 и более легкие изотопы распадаются на позитронное излучение; астат-216 и более тяжелые изотопы подвергаются бета-распад; астат-212 может распадаться в любом случае; и астат-211 распадается на захват электронов вместо.[1]

Самый стабильный изотоп астатина - астатин-210, период полураспада которого составляет около 8,1 часа. Первичная мода распада этого изотопа - излучение позитронов в относительно долгоживущий альфа-излучатель, полоний-210. Всего лишь пять изотопов астатина имеют период полураспада, превышающий один час: те, которые находятся между 207 и 211. Наименее стабильным изотопом в основном состоянии является астатин-213 с периодом полураспада около 125. наносекунды. Он подвергается альфа-распад к чрезвычайно долгоживущему изотопу (практически стабильному) висмут-209.[1]

Смотрите также

  1. ^ В таблице под словами «избыток массы» приведены эквиваленты энергии, а не реальные избытки массы; «дочерняя избыточная масса» означает энергетический эквивалент суммы избыточной массы дочерней изотопа и альфа-частицы; «Период полураспада при альфа-распаде» относится к периоду полураспада, если не указаны режимы распада, отличные от альфа.
  2. ^ Поскольку не было показано, что астатин-221 подвергается альфа-распаду, энергия альфа-распада является теоретической. Величина превышения массы рассчитывается, а не измеряется.
  3. ^ «m1» означает, что это состояние изотопа является следующим возможным состоянием выше - энергия больше, чем - основное состояние. «m2» и подобные обозначения относятся к более высоким энергетическим состояниям. Число может быть опущено, если есть только одно устойчивое мета-состояние, такое как астатин-216m. Обратите внимание, что существуют и другие методы обозначения.
  4. ^ Это означает, что если исключить другие виды распада, кроме альфа, то период полураспада астатина-210 составляет 4628,6 часов (128,9 дня), а у астатина-211 - 17,2 часа (0,9 дня). Следовательно, астат-211 менее устойчив к альфа-распаду, чем более легкий изотоп, и с большей вероятностью подвергнется альфа-распаду за тот же период времени.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
  2. ^ а б c Лаврухина и Поздняков 1966, п. 232.
  3. ^ Ранкама, Калерво (1956). Изотопная геология (2-е изд.). Pergamon Press. п. 403. ISBN  978-0-470-70800-2.
  4. ^ 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:2017ЧФЦ..41с0001А. Дои:10.1088/1674-1137/41/3/030001.