Изотопы самария - Isotopes of samarium

Основные изотопы самарий (₆₂См)
Стандартный атомный вес Аr, стандарт(См)	150.36(2);
	Посмотреть; разговаривать; редактировать;

Встречающиеся в природе самарий (₆₂Sm) состоит из пяти стабильных изотопы, ¹⁴⁴См, ¹⁴⁹См, ¹⁵⁰См, ¹⁵²Sm и ¹⁵⁴Sm, и два чрезвычайно долгоживущих радиоизотопы, ¹⁴⁷См (период полураспада: 1,06×10¹¹ у) и ¹⁴⁸См (7×10¹⁵ y), с ¹⁵²Sm является наиболее распространенным (26,75% природное изобилие ). ¹⁴⁶Sm также довольно долгоживущий (6,8 × 10⁷ y), но не является достаточно долгоживущим, чтобы выжить в значительных количествах с момента образования Солнечной системы на Земле, хотя он остается полезным для радиометрического датирования в Солнечной системе в качестве потухший радионуклид.^[2]^[3]

Помимо встречающихся в природе изотопов, самыми долгоживущими радиоизотопами являются ¹⁵¹Sm, имеющий период полураспада 88,8 лет,^[4] и ¹⁴⁵Sm, период полураспада которого составляет 340 дней. Все остальные радиоизотопы имеют период полураспада менее двух суток, а у большинства из них период полураспада менее 48 секунд. Этот элемент также имеет двенадцать известных изомеры с самым стабильным существом ^{141 кв.м.}Sm (t_1/2 22,6 минуты), ^143м1Sm (t_1/2 66 секунд) и ^{139 кв.м.}Sm (t_1/2 10,7 секунды).

Долгоживущие изотопы, ¹⁴⁶См, ¹⁴⁷Sm и ¹⁴⁸Sm, преимущественно распадаются на альфа-распад к изотопы неодима. Более легкие нестабильные изотопы самария распадаются преимущественно за счет захват электронов к изотопы прометия, а более тяжелые распадаются на бета-распад к изотопы европия.

Изотопы самария используются в самариево-неодимовое датирование для определения возрастных соотношений горных пород и метеоритов.

¹⁵¹Sm - это среднеактивный продукт деления и действует как нейтронный яд в ядерный топливный цикл. Конюшня продукт деления ¹⁴⁹Sm также является нейтронным ядом.

Список изотопов

Нуклид ^{[n 1]}	Z	N	Изотопная масса (Да ) ^{[n 2]}^{[n 3]}	Период полураспада ^{[n 4]}^{[n 5]}	Разлагаться Режим ^{[n 6]}	Дочь изотоп ^{[n 7]}^{[n 8]}	Вращение и паритет ^{[n 9]}^{[n 5]}	Природное изобилие (мольная доля)
Нуклид ^{[n 1]}	Энергия возбуждения^{[n 5]}			Период полураспада ^{[n 4]}^{[n 5]}	Разлагаться Режим ^{[n 6]}	Дочь изотоп ^{[n 7]}^{[n 8]}	Вращение и паритет ^{[n 9]}^{[n 5]}	Нормальная пропорция	Диапазон вариации
¹²⁸См	62	66	127.95808(54)#	0,5 # с			0+
¹²⁹См	62	67	128.95464(54)#	550 (100) мс			5/2+#
¹³⁰См	62	68	129.94892(43)#	1 # с	β⁺	¹³⁰Вечера	0+
¹³¹См	62	69	130.94611(32)#	1,2 (2) с	β⁺	¹³¹Вечера	5/2+#
¹³¹См	62	69	130.94611(32)#	1,2 (2) с	β⁺, п (редко)	¹³⁰Nd	5/2+#
¹³²См	62	70	131.94069(32)#	4.0 (3) с	β⁺	¹³²Вечера	0+
¹³²См	62	70	131.94069(32)#	4.0 (3) с	β⁺, п	¹³¹Nd	0+
¹³³См	62	71	132.93867(21)#	2,90 (17) с	β⁺	¹³³Вечера	(5/2+)
¹³³См	62	71	132.93867(21)#	2,90 (17) с	β⁺, п	¹³²Nd	(5/2+)
¹³⁴См	62	72	133.93397(21)#	10 (1) с	β⁺	¹³⁴Вечера	0+
¹³⁵См	62	73	134.93252(17)	10,3 (5) с	β⁺ (99.98%)	¹³⁵Вечера	(7/2+)
¹³⁵См	62	73	134.93252(17)	10,3 (5) с	β⁺, п (0,02%)	¹³⁴Nd	(7/2+)
^{135 кв.м.}См	0 (300) # кэВ			2,4 (9) с	β⁺	¹³⁵Вечера	(3/2+, 5/2+)
¹³⁶См	62	74	135.928276(13)	47 (2) с	β⁺	¹³⁶Вечера	0+
^{136 кв.м.}См	2264,7 (11) кэВ			15 (1) мкс			(8−)
¹³⁷См	62	75	136.92697(5)	45 (1) с	β⁺	¹³⁷Вечера	(9/2−)
^{137 кв.м.}См	180 (50) # кэВ			20 # с	β⁺	¹³⁷Вечера	1/2+#
¹³⁸См	62	76	137.923244(13)	3,1 (2) мин	β⁺	¹³⁸Вечера	0+
¹³⁹См	62	77	138.922297(12)	2,57 (10) мин	β⁺	¹³⁹Вечера	1/2+
^{139 кв.м.}См	457,40 (22) кэВ			10,7 (6) с	ЭТО (93.7%)	¹³⁹См	11/2−
^{139 кв.м.}См	457,40 (22) кэВ			10,7 (6) с	β⁺ (6.3%)	¹³⁹Вечера	11/2−
¹⁴⁰См	62	78	139.918995(13)	14,82 (12) мин	β⁺	¹⁴⁰Вечера	0+
¹⁴¹См	62	79	140.918476(9)	10,2 (2) мин	β⁺	¹⁴¹Вечера	1/2+
^{141 кв.м.}См	176.0 (3) кэВ			22,6 (2) мин	β⁺ (99.69%)	¹⁴¹Вечера	11/2−
^{141 кв.м.}См	176.0 (3) кэВ			22,6 (2) мин	ИТ (0,31%)	¹⁴¹См	11/2−
¹⁴²См	62	80	141.915198(6)	72,49 (5) мин	β⁺	¹⁴²Вечера	0+
¹⁴³См	62	81	142.914628(4)	8,75 (8) мин	β⁺	¹⁴³Вечера	3/2+
^143м1См	753,99 (16) кэВ			66 (2) с	ИТ (99,76%)	¹⁴³См	11/2−
^143м1См	753,99 (16) кэВ			66 (2) с	β⁺ (.24%)	¹⁴³Вечера	11/2−
^143м2См	2793,8 (13) кэВ			30 (3) мс			23/2(−)
¹⁴⁴См	62	82	143.911999(3)	Наблюдательно стабильный^{[n 10]}			0+	0.0307(7)
^144мСм	2323,60 (8) кэВ			880 (25) нс			6+
¹⁴⁵См	62	83	144.913410(3)	340 (3) сут	EC	¹⁴⁵Вечера	7/2−
^{145 кв.м.}См	8786.2 (7) кэВ			990 (170) нс [0,96 (+ 19−15) мкс]			(49/2+)
¹⁴⁶См	62	84	145.913041(4)	6.8(7)×10⁷ у	α	¹⁴²Nd	0+	След
¹⁴⁷См^{[n 11]}^{[n 12]}^{[n 13]}	62	85	146.9148979(26)	1.06(2)×10¹¹ у	α	¹⁴³Nd	7/2−	0.1499(18)
¹⁴⁸См^{[n 11]}	62	86	147.9148227(26)	7(3)×10¹⁵ у	α	¹⁴⁴Nd	0+	0.1124(10)
¹⁴⁹См^{[n 12]}^{[n 14]}	62	87	148.9171847(26)	Наблюдательно стабильный^{[n 15]}			7/2−	0.1382(7)
¹⁵⁰См	62	88	149.9172755(26)	Наблюдательно стабильный^{[n 16]}			0+	0.0738(1)
¹⁵¹См^{[n 12]}^{[n 14]}	62	89	150.9199324(26)	88,8 (24) года	β⁻	¹⁵¹Европа	5/2−
^{151 кв.м.}См	261.13 (4) кэВ			1,4 (1) мкс			(11/2)−
¹⁵²См^{[n 12]}	62	90	151.9197324(27)	Наблюдательно стабильный^{[n 17]}			0+	0.2675(16)
¹⁵³См^{[n 12]}	62	91	152.9220974(27)	46.284 (4) ч	β⁻	¹⁵³Европа	3/2+
^{153 кв.м.}См	98,37 (10) кэВ			10,6 (3) мс	ЭТО	¹⁵³См	11/2−
¹⁵⁴См^{[n 12]}	62	92	153.9222093(27)	Наблюдательно стабильный^{[n 18]}			0+	0.2275(29)
¹⁵⁵См	62	93	154.9246402(28)	22,3 (2) мин	β⁻	¹⁵⁵Европа	3/2−
¹⁵⁶См	62	94	155.925528(10)	9,4 (2) ч	β⁻	¹⁵⁶Европа	0+
^{156 кв.м.}См	1397,55 (9) кэВ			185 (7) нс			5−
¹⁵⁷См	62	95	156.92836(5)	8,03 (7) мин	β⁻	¹⁵⁷Европа	(3/2−)
¹⁵⁸См	62	96	157.92999(8)	5.30 (3) мин	β⁻	¹⁵⁸Европа	0+
¹⁵⁹См	62	97	158.93321(11)	11.37 (15) с	β⁻	¹⁵⁹Европа	5/2−
¹⁶⁰См	62	98	159.93514(21)#	9,6 (3) с	β⁻	¹⁶⁰Европа	0+
¹⁶¹См	62	99	160.93883(32)#	4.8 (8) с	β⁻	¹⁶¹Европа	7/2+#
¹⁶²См	62	100	161.94122(54)#	2,4 (5) с	β⁻	¹⁶²Европа	0+
¹⁶³См	62	101	162.94536(75)#	1 # с	β⁻	¹⁶³Европа	1/2−#
¹⁶⁴См	62	102	163.94828(86)#	500 # мс	β⁻	¹⁶⁴Европа	0+
¹⁶⁵См	62	103	164.95298(97)#	200 # мс	β⁻	¹⁶⁵Европа	5/2−#

^ ^мSm - возбужденный ядерный изомер.
^ () - Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
^ # - Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность, полученные не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов от массовой поверхности (ТМС ).
^ Жирный период полураспада - почти стабильный, период полураспада более чем возраст вселенной.
^ ^а ^б ^c # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
^ Режимы распада:
ЭТО: Изомерный переход

п: Испускание протонов
^ Жирный курсив как дочь - Дочерний продукт почти стабилен.
^ Жирный символ как дочка - Дочерний продукт стабильный.
^ () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
^ Считается, что подвергнется β⁺β⁺ распадаться на ¹⁴⁴Nd
^ ^а ^б Изначальный радиоизотоп
^ ^а ^б ^c ^d ^е ^ж Продукт деления
^ Используется в Самариево-неодимовое датирование
^ ^а ^б Нейтронный яд в реакторах
^ Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁵Nd с периодом полураспада более 2 × 10¹⁵ годы
^ Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁶Nd
^ Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁸Nd
^ Считается, что подвергнется β⁻β⁻ распадаться на ¹⁵⁴Б-г с период полураспада более 2,3 × 10¹⁸ годы

Самарий-149

Самарий-149 (¹⁴⁹Sm) является стабильным изотопом самарий (предсказывается распад, но никаких распадов никогда не наблюдалось, что дает период полураспада, по крайней мере, на несколько порядков больше, чем возраст Вселенной), и продукт деления (доходность 1,0888%), что также является нейтрон -поглощающий ядерный яд со значительным влиянием на ядерный реактор операция, вторая после ¹³⁵Xe. Его нейтронное сечение это 40140 сараи за тепловые нейтроны.

Равновесная концентрация (и, следовательно, эффект отравления) достигает равновесного значения примерно за 500 часов (примерно 20 дней) работы реактора, и поскольку ¹⁴⁹Sm стабильна, концентрация остается практически постоянной при дальнейшей работе реактора.

Самарий-151

Среднесрочный
продукты деления
Опора: Единица измерения:	т_½ (а )	Урожай (%)	Q * (кэВ )	βγ *
¹⁵⁵Европа	4.76	0.0803	252	βγ
⁸⁵Kr	10.76	0.2180	687	βγ
^{113 кв.м.}CD	14.1	0.0008	316	β
⁹⁰Sr	28.9	4.505	2826	β
¹³⁷CS	30.23	6.337	1176	βγ
^{121 м}Sn	43.9	0.00005	390	βγ
¹⁵¹См	88.8	0.5314	77	β

Урожай,% за деление^[5]
	Термический	Быстрый	14 МэВ
²³²Чт	нет делящийся	0.399 ± 0.065	0.165 ± 0.035
²³³U	0.333 ± 0.017	0.312 ± 0.014	0.49 ± 0.11
²³⁵U	0.4204 ± 0.0071	0.431 ± 0.015	0.388 ± 0.061
²³⁸U	нет делящийся	0.810 ± 0.012	0.800 ± 0.057
²³⁹Пу	0.776 ± 0.018	0.797 ± 0.037	?
²⁴¹Пу	0.86 ± 0.24	0.910 ± 0.025	?

Самарий-151 (¹⁵¹Sm) имеет период полураспада 88,8 лет, претерпевает низкоэнергетический бета-распад и имеет выход продуктов деления 0,4203% для тепловых нейтронов и ²³⁵U, около 39% ¹⁴⁹Урожайность Sm. Урожайность несколько выше для ²³⁹Пу.

Его поглощение нейтронов поперечное сечение за тепловые нейтроны высокий на 15200 сараи, около 38% ¹⁴⁹Сечение поглощения Sm, что примерно в 20 раз больше, чем у ²³⁵U. Поскольку соотношение между производительностью и поглощением ¹⁵¹Sm и ¹⁴⁹Sm почти равны, два изотопа должны достичь одинаковых равновесных концентраций. С ¹⁴⁹Sm достигает равновесия примерно за 500 часов (20 дней), ¹⁵¹См должен достичь равновесия примерно за 50 дней.

Поскольку ядерное топливо используется несколько лет (сжечь ) в атомная электростанция, окончательная сумма ¹⁵¹См в отработанное ядерное топливо при разряде составляет лишь небольшую часть от общего ¹⁵¹Sm образуется при использовании топлива. Согласно одному исследованию, массовая доля ¹⁵¹Sm в отработавшем топливе около 0,0025 для тяжелой загрузки МОКС-топливо и примерно вдвое меньше, чем для уранового топлива, что примерно на два порядка меньше, чем массовая доля около 0,15 для среднеактивный продукт деления ¹³⁷CS.^[6] В энергия распада из ¹⁵¹Sm также примерно на порядок меньше, чем у ¹³⁷Cs. Низкая урожайность, низкая выживаемость и низкая энергия распада значит, что ¹⁵¹Sm имеет незначительную ядерные отходы влияние по сравнению с двумя основными среднеактивные продукты деления ¹³⁷CS и ⁹⁰Sr.

Информационный бюллетень ANL

Самарий-153

Самарий-153 (¹⁵³Sm) имеет период полураспада 46,3 часа, подвергаясь β⁻ распадаться на ¹⁵³Европа. В составе самарий лексидронам, он используется в качестве паллиативного рак кости.^[7] Он обрабатывается организмом аналогично кальцию, и он селективно локализуется в кость.

Рекомендации

Изотопные массы из:
- 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
Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
- де Лаэтер, Джон Роберт; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин Дж. Р .; Тейлор, Филип Д. П. (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 75 (6): 683–800. Дои:10.1351 / pac200375060683.
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 78 (11): 2051–2066. Дои:10.1351 / pac200678112051. Сложить резюме.
Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- 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
- Национальный центр ядерных данных. «База данных NuDat 2.x». Брукхейвенская национальная лаборатория.
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.

^ Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.
^ Самир Маджи; и другие. (2006). «Разделение самария и неодима: предпосылка для получения сигналов ядерного синтеза». Аналитик. 131 (12): 1332–1334. Bibcode:2006Ана ... 131.1332М. Дои:10.1039 / b608157f. PMID 17124541.
^ Киношита, Н .; Пол, М .; Кашив Ю.А. Collon, P .; Deibel, C.M .; DiGiovine, B .; Greene, J.P .; Хендерсон, Д. Дж .; Jiang, C.L .; Marley, S.T .; Наканиши, Т .; Pardo, R.C .; Rehm, K. E .; Робертсон, Д .; Scott, R .; Schmitt, C .; Tang, X. D .; Vondrasek, R .; Ёкояма, А. (30 марта 2012 г.). «Более короткий период полураспада 146Sm, измеренный и последствия для хронологии 146Sm-142Nd в Солнечной системе». Наука. 335 (6076): 1614–1617. arXiv:1109.4805. Bibcode:2012Научная ... 335.1614K. Дои:10.1126 / science.1215510. ISSN 0036-8075. PMID 22461609.
^ Он, М .; Shen, H .; Ши, G .; Инь, X .; Tian, W .; Цзян, С. (2009). "Период полураспада ¹⁵¹См переизмерен ». Физический обзор C. 80 (6). Bibcode:2009PhRvC..80f4305H. Дои:10.1103 / PhysRevC.80.064305.
^ https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Кумулятивные выходы деления, МАГАТЭ
^ Кристоф Демазьер. «Расчеты физики реакторов на МОКС-топливе в реакторах с кипящей водой (BWR)» (PDF). Агентство по ядерной энергии ОЭСР. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь) Рисунок 2, страница 6
^ Баллантайн, Джейн К.; Фишман, Скотт М; Ратмелл, Джеймс П. (2009-10-01). Управление болью Боники. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 655–. ISBN 978-0-7817-6827-6. Получено 19 июля 2011.

[5] мSm - возбужденный ядерный изомер.

[6] () - Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.

[TMS-7] # - Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность, полученные не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов от массовой поверхности (ТМС ).

[8] Жирный период полураспада - почти стабильный, период полураспада более чем возраст вселенной.

[TNN-9] а ^б ^c # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).

[10] Режимы распада:
ЭТО: Изомерный переход

п: Испускание протонов

[11] Жирный курсив как дочь - Дочерний продукт почти стабилен.

[12] Жирный символ как дочка - Дочерний продукт стабильный.

[13] () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.

[14] Считается, что подвергнется β⁺β⁺ распадаться на ¹⁴⁴Nd

[PN-15] а ^б Изначальный радиоизотоп

[FP-16] а ^б ^c ^d ^е ^ж Продукт деления

[17] Используется в Самариево-неодимовое датирование

[NP-18] а ^б Нейтронный яд в реакторах

[19] Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁵Nd с периодом полураспада более 2 × 10¹⁵ годы

[20] Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁶Nd

[21] Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁸Nd

[22] Считается, что подвергнется β⁻β⁻ распадаться на ¹⁵⁴Б-г с период полураспада более 2,3 × 10¹⁸ годы

[CIAAW2013-1] Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.

[2] Самир Маджи; и другие. (2006). «Разделение самария и неодима: предпосылка для получения сигналов ядерного синтеза». Аналитик. 131 (12): 1332–1334. Bibcode:2006Ана ... 131.1332М. Дои:10.1039 / b608157f. PMID 17124541.

[3] Киношита, Н .; Пол, М .; Кашив Ю.А. Collon, P .; Deibel, C.M .; DiGiovine, B .; Greene, J.P .; Хендерсон, Д. Дж .; Jiang, C.L .; Marley, S.T .; Наканиши, Т .; Pardo, R.C .; Rehm, K. E .; Робертсон, Д .; Scott, R .; Schmitt, C .; Tang, X. D .; Vondrasek, R .; Ёкояма, А. (30 марта 2012 г.). «Более короткий период полураспада 146Sm, измеренный и последствия для хронологии 146Sm-142Nd в Солнечной системе». Наука. 335 (6076): 1614–1617. arXiv:1109.4805. Bibcode:2012Научная ... 335.1614K. Дои:10.1126 / science.1215510. ISSN 0036-8075. PMID 22461609.

[4] Он, М .; Shen, H .; Ши, G .; Инь, X .; Tian, W .; Цзян, С. (2009). "Период полураспада ¹⁵¹См переизмерен ». Физический обзор C. 80 (6). Bibcode:2009PhRvC..80f4305H. Дои:10.1103 / PhysRevC.80.064305.

[23] ttps://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Кумулятивные выходы деления, МАГАТЭ

[24] Кристоф Демазьер. «Расчеты физики реакторов на МОКС-топливе в реакторах с кипящей водой (BWR)» (PDF). Агентство по ядерной энергии ОЭСР. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь) Рисунок 2, страница 6

[BallantyneFishman2009-25] Баллантайн, Джейн К.; Фишман, Скотт М; Ратмелл, Джеймс П. (2009-10-01). Управление болью Боники. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 655–. ISBN 978-0-7817-6827-6. Получено 19 июля 2011.

[1]

[2]

[3]

[4]

[n 1]

[n 2]

[n 3]

[n 4]

[n 5]

[n 6]

[n 7]

[n 8]

[n 9]

[n 10]

[n 11]

[n 12]

[n 13]

[n 14]

[n 15]

[n 16]

[n 17]

[n 18]

[5]

[6]

[7]

ЭТО:	Изомерный переход
п:	Испускание протонов