Beta bozunması kararlı izobarlar - Beta-decay stable isobars

Tablo izotopları tr.svg

Beta bozunması kararlı izobarlar , beta bozunmasına , yani çekirdek içinde bir nötronun bir protona veya bir protonun bir nötrona dönüşümüne uğramayan nüklidler kümesidir . Bu nüklidlerin bir alt kümesi , aynı kütle numarasına sahip tüm nüklidlerin en düşük enerjisine sahip olduklarından, çift ​​beta bozunması veya teorik olarak daha yüksek eşzamanlı beta bozunması açısından da kararlıdır .

Bu nüklidler seti aynı zamanda beta stabilite çizgisi olarak da bilinir , 1965'te zaten yaygın olarak kullanılan bir terimdir. Bu çizgi nükleer stabilite vadisinin dibinde uzanır .

Tanıtım

Beta kararlılık çizgisi, CF Weizsäcker tarafından geliştirilen klasik yarı deneysel kütle formülü gibi bir modelle, belirli bir kütle numarası için en büyük bağlama enerjisine sahip nüklidi bularak matematiksel olarak tanımlanabilir . Bu nüklidler, belirli bir kütle numarası için bağlanma enerjisi açısından yerel maksimum değerlerdir.

β bozunma kararlı / hatta A
βDS Bir 2 Üç
2-34 17
36-58 6 6
60-72 5 2
74-116 2 20
118-154 2 11 6
156-192 5 14
194-210 6 3
212-262 7 19
Toplam 50 75 6

Tüm tek kütle numaralarının yalnızca bir beta bozunması kararlı nüklidi vardır.

Çift kütle numarasından altı tanesi (124, 130, 136, 148, 150, 154) üç beta-kararlı nüklide sahiptir. Hiçbirinin üçten fazlası yoktur; diğerlerinin hepsinde ya bir ya da iki tane vardır.

  • Dan 2 ile 34 , tüm tek bir tane var.
  • 36'dan 72'ye kadar sadece sekiz (36, 40, 46, 50, 54, 58, 64, 70) iki tane ve kalan 12'de bir tane var.
  • 74'ten 122'ye kadar üç (88, 90, 118) bir, kalan 23'te iki tane var.
  • 124'ten 154'e kadar sadece birinde (140) bir, altısında üç ve geri kalan 9'da iki tane var.
  • 156'dan 262'ye kadar, sadece on sekizinde bir tane var ve kalan 36'da iki tane var, ancak keşfedilmemiş olanlar da olabilir.

40 K, 50 V, 87 Rb, 113 Cd, 115 In, 138 La, 176 Lu ve 187 Re hariç tüm ilkel nüklidler beta bozunumuna karşı kararlıdır . Ek olarak, 123 Te ve 180m Ta'nın bozunduğu gözlemlenmemiştir, ancak oldukça uzun bir yarı ömür (10 15 yıldan fazla) ile beta bozunmasına uğradığına inanılmaktadır . Primordial olmayan 247 Cm, 247 Bk'ye beta bozunması geçirmelidir (ancak bunu yaptığı hiçbir zaman gözlemlenmemiştir). Son olarak, 48 Ca ve 96 Zr'nin beta bozunmasına uğradığı gözlemlenmemiştir (teorik olarak her ikisi için de mümkündür), ancak her ikisi için çift beta bozunması bilinmektedir. Teknesyum ve prometyum hariç nobelium dahil tüm elementlerin en az bir beta-kararlı izotopa sahip olduğu bilinmektedir.

Bilinen beta bozunması kararlı izobarların listesi

Şu anda 350 beta bozunması kararlı nüklid bilinmektedir. Teorik olarak tahmin edilen veya deneysel olarak gözlemlenen çift ​​beta bozunması oklarla gösterilir, yani oklar en hafif kütle izobarını gösterir. (Buna bazen özellikle ağır elementler için alfa bozunması veya kendiliğinden fisyon hakimdir .)

Beta bozunmasında kararlı hiçbir nüklidin 43 veya 61 numaralı protonu yoktur ve hiçbir beta bozunmasında kararlı nüklidin nötron numarası 19, 21, 35, 39, 45, 61, 71, 89, 115, 123 veya 147'dir.

N bile Tek N
Z bile A bile Tek A
Tek Z Tek A A bile
Kütle numarasına göre sıralanmış, bilinen tüm beta bozunması kararlı izobarlar
Tek A A bile Tek A A bile Tek A A bile Tek A A bile
1 saat 2 saat 3 O 4 O 5 O (n) 6 Litre 7 Li 8 Ol (α)
9 ol 10 B 11 B 12 C 13 C 14 N 15 N 16 O
17 O 18 O 19 F 20 Ne 21 Ne 22 Ne 23 Na 24 mg
25 mg 26 mg 27 Al 28 Si 29 Si 30 Si 31 P 32 S
33 S 34 S 35 Cl 36 S ← 36 Ar 37 Cl 38 Ar 39 bin 40 Ar ← 40 Ca
41 bin 42 Ca 43 Ca 44 Ca 45 Sc 46 Ca → 46 Ti 47 Ti 48 Ti
49 Ti 50 Ti ← 50 Kr 51 V 52 Kr 53 Kr 54 Cr ← 54 Fe 55 Milyon 56 Fe
57 Fe 58 Fe ← 58 Ni 59 Ortak 60 Ni 61 Ni 62 Ni 63 Cu 64 Ni ← 64 Zn
65 Cu 66 çinko 67 çinko 68 çinko 69 Ga 70 Zn → 70 Ge 71 Ga 72 Ge
73 Ge 74 Ge ← 74 Se 75 olarak 76 Ge → 76 Se 77 Se 78 Se ← 78 Kr 79 Br 80 Kr → 80 Kr
81 Br 82 Kr → 82 Kr 83 Kr 84 kr ← 84 Sr 85 Rb 86 Kr → 86 Sr 87 Sr 88 Sr
89 Y 90 Zr 91 Zr 92 Zr ← 92 Ay 93 Nb 94 Zr → 94 Ay 95 Ay 96 Mo ← 96 Ru
97 Ay 98 Ay → 98 Ru 99 Ru 100 Ay → 100 Ru 101 Ru 102 Ru ← 102 Pd 103 Rh 104 Ru → 104 Günlük
105 Pd 106 Pd ← 106 Cd 107 Ağustos 108 Pd ← 108 Cd 109 Ag 110 Cd → 110 Cd 111 Cd 112 Cd ← 112 Sn
113 içinde 114 Cd → 114 Sn 115 sn 116 Cd → 116 Sn 117 sn 118 sn 119 sn 120 Sn ← 120 Te
121 Sb 122 Sn → 122 Te 123 Sb 124 Sn → 124 Te ← 124 Xe 125 Te 126 Te ← 126 Xe 127 ben 128 Te → 128 Xe
129 Xe 130 Te → 130 Xe ← 130 Ba 131 Xe 132 Xe ← 132 Ba 133 C 134 Xe → 134 Ba 135 Ba 136 Xe → 136 Ba ← 136 Ce
137 Ba 138 Ba ← 138 Ce 139 La 140 Yıl 141 Pr 142 Ce → 142 Nd 143 Nd 144 Nd (α) ← 144 Sm
145 Nd 146 Nd → 146 Sm (α) 147 Sm (α) 148 Nd → 148 Sm (α) ← 148 Gd (α) 149 Sm 150 Nd → 150 Sm ← 150 Gd (α) 151 AB (α) 152 Sm ← 152 Gd
153 AB 154 Sm → 154 Gd ← 154 Dy (α) 155 Gd 156 Gd ← 156 Dy 157 Gd 158 Gd ← 158 Dy 159 yemek kaşığı 160 Gd → 160 Gün
161 Yıl 162 Gün ← 162 Er 163 Yıl 164 Gün ← 164 Er 165 Ho 166 Er 167 Er 168 Er ← 168 Yb
169 Tm 170 Er → 170 Yb 171 Yb 172 Yb 173 Yb 174 Yb ← 174 Hf (α) 175 Lu 176 Yb → 176 Hf
177 Hf 178 Hf 179 Hf 180 Hf ← 180 W (α) 181 Ta 182 W 183 W 184 W ← 184 Os
185 Yeniden 186 W → 186 Os (α) 187 işletim sistemi 188 İşletim Sistemi 189 İşletim Sistemi 190 Os ← 190 Pt (α) 191 Ir 192 İşletim Sistemi → 192 Nokta
193 ir 194 Pt 195 Pt 196 Puan ← 196 Hg 197 Au 198 Puan → 198 Hg 199 Hg 200 Hg
201 Hg 202 Hg 203 TL 204 Hg → 204 Pb 205 TL 206 Pb 207 Pb 208 Pb
209 Bi(α) 210 Po(α) 211 Po(α) 212 Po (α) ← 212 Rn (α) 213 Po(α) 214 Po (α) ← 214 Rn (α) 215 (α)'da 216 Po (α) → 216 Rn (α)
217 Rn (α) 218 Rn (α) ← 218 Ra (α) 219 Fr (α) 220 Rn (α) → 220 Ra (α) 221 Ra(α) 222 Ra(α) 223 Ra(α) 224 Ra (α) ← 224 Th (α)
225 Ac (α) 226 Ra (α) → 226 Th (α) 227 Bin (α) 228 Bin (α) 229 Bin (α) 230 Th (α) ← 230 U (α) 231 Pa(α) 232 Th (α) → 232 U (α)
233 U(α) 234 U (α) 235 U(α) 236 U (α) ← 236 Pu (α) 237 Np (α) 238 U (α) → 238 Pu (α) 239 Pu (α) 240 Pu (α)
241 Am (α) 242 Pu (α) ← 242 Cm (α) 243 Am (α) 244 Pu (α) → 244 Cm (α) 245 cm (α) 246 cm (α) 247 Bk (α) 248 Cm (α) → 248 Cf (α)
249 Cf (α) 250 Cf (α) 251 Cf (α) 252 Cf (α) ← 252 Fm (α) 253 Es (α) 254 Cf (SF) → 254 Fm (α) 255 Fm (α) 256 Cf (SF) → 256 Fm (SF)
257 Fm (α) 258 Fm (SF) ← 258 Hayır (SF) 259 Md (SF) 260 Fm (SF) → 260 Hayır (SF) 262 Hayır (SF)
Z = 149, N = 256'ya kadar bilinen ve tahmin edilen nüklidlerin bir grafiği. Siyah, deneysel verilerle iyi bir uyum içinde olan tahmini beta-kararlılık çizgisini gösterir. Kararlılık adalarının 294 Ds ve 354 126 civarında merkezleneceği tahmin edilmektedir , bunun ötesinde model yarı ampirik kütle formülünün birkaç kuralından sapıyor görünmektedir.

A ≥ 209 olan tüm beta bozunması kararlı nüklidlerin, kendiliğinden fisyonun baskın olduğu bazı yerler dışında, alfa bozunmasıyla bozunduğu gözlendi. 262 No dışında, A ≥ 260 olan hiçbir nüklid kesin olarak beta-kararlı olarak tanımlanmamıştır, ancak 260 Fm ve 262 No doğrulanmamıştır.

Kararlılık vadisinin merkezinin tam konumu modele bağlı olsa da, genel beta kararlılığı modellerinin süper ağır elementler bölgesinde devam etmesi bekleniyor . Yaygın bir inanılmaktadır istikrar adası civarında elementlerin izotopları beta stabilite hattı boyunca mevcut Copernicium ile stabilize edilen kabuk bölgesinde kapakları; bu tür izotoplar öncelikle alfa bozunması veya kendiliğinden fisyon yoluyla bozunacaktır. Kararlılık adasının ötesinde, bilinen beta-kararlı izotopları doğru bir şekilde tahmin eden çeşitli modeller, aynı tek kütle numarasına sahip iki beta-kararlı nüklidin varlığı gibi bilinen herhangi bir nüklidde gözlemlenmeyen beta-kararlılık çizgisindeki anormallikleri tahmin eder. Bu, yarı deneysel bir kütle formülünün, ağır nüklidler için çok daha belirgin hale gelen kabuk düzeltme ve nükleer deformasyonu dikkate alması gerektiği gerçeğinin bir sonucudur.

Minimum kütleye doğru beta bozunması

Beta bozunumu genellikle izobarların en düşük kütleye sahip izobara doğru bozunmasına neden olur (bu, her zaman olmasa da genellikle en yüksek bağlama enerjisine sahip olandır), yukarıdaki tabloda italik olarak yazılmamış olan aynı kütle numarasına sahip. Bu nedenle, minimum kütle izobarından daha düşük atom numarası ve daha yüksek nötron sayısı olanlar beta eksi bozunmasına maruz kalırken, daha yüksek atom numarası ve daha düşük nötron sayısı olanlar beta artı bozunma veya elektron yakalama geçirir . Bununla birlikte, bozunmalarının çoğunluğunun ters yönde olması nedeniyle istisna olan dört nüklid vardır:

Klor-36 35.96830698 potasyum-40 39.96399848 Gümüş-108 107.905956 Prometyum-146 145.914696
%2 Kükürt-36 35.96708076 % 11,2'den Argon-40'a 39.9623831225 Palladyum-108'e %3 107.903892 %37 Samaryum-146'ya 145.913041
%98 Argon-36'ya 35.967545106 %89 Kalsiyum-40 39.96259098 %97 Kadmiyum-108'e 107.904184 Neodimyum-146'ya %63 145.9131169

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar