Kurşun izotopları - Isotopes of lead
İzotopik bolluklar numuneye göre büyük ölçüde değişir
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standart atom ağırlığı A r, standart (Pb) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Kurşun ( 82 Pb) dört kararlı izotopa sahiptir : 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb. Kurşun-204 tamamen ilkel bir çekirdek olup radyojenik bir çekirdek değildir . Üç izotop kurşun-206, kurşun-207 ve kurşun-208 üç bozunma zincirinin uçlarını temsil eder : sırasıyla uranyum serisi (veya radyum serisi), aktinyum serisi ve toryum serisi ; dördüncü bir bozunma zinciri, neptunium serisi , talyum izotopu 205 Tl ile sona erer . Kurşunda sonlanan üç seri , sırasıyla uzun ömürlü ilkel 238 U , 235 U ve 232 Th'nin bozunma zinciri ürünlerini temsil eder . Bununla birlikte, bunların her biri, radyojenik olarak yavru ürünler olarak değil, süpernovalarda yapılan ilkel izotoplar olarak da bir dereceye kadar ortaya çıkar. Kurşun-204'ün diğer kurşun izotoplarının ilkel miktarlarına sabit oranı, uranyum ve toryumdan kaynaklanan çürümenin bir sonucu olarak kayalarda bulunan ekstra radyojenik kurşun miktarlarını tahmin etmek için temel olarak kullanılabilir. (Bkz. Kurşun-kurşun yaş tayini ve uranyum-kurşun yaş tayini ).
En uzun ömürlü radyoizotoplar , 17,3 milyon yıllık yarı ömre sahip 205 Pb ve 52,500 yıllık yarı ömre sahip 202 Pb'dir. Daha kısa ömürlü doğal olarak oluşan radyoizotop, yarı ömrü 22,3 yıl olan 210 Pb, 100 yıldan daha kısa zaman ölçeklerinde çevresel numunelerin sedimantasyon kronolojisini incelemek için kullanışlıdır .
Dört kararlı izotopun nispi bollukları , 207.2 (1) 'lik standart bir atom ağırlığı (kararlı izotopların bolluk ağırlıklı ortalaması) verecek şekilde birleşerek yaklaşık olarak% 1.5,% 24,% 22 ve% 52.5'tir. Kurşun, en ağır kararlı izotop olan 208 Pb'ye sahip elementtir . ( Uzun süredir kararlı olduğu düşünülen daha masif 209 Bi'nin aslında 2.01 × 10 19 yıllık bir yarılanma ömrü vardır .) Çok kararsız sentetik türler de dahil olmak üzere şu anda toplam 43 kurşun izotopu bilinmektedir.
Tamamen iyonize haldeyken, izotop 205 Pb de kararlı hale gelir.
İzotopların listesi
Nuklid |
Tarihi isim |
Z | N |
İzotopik kütle ( Da ) |
Yarım hayat |
Bozunma modu |
Kız izotopu |
Döndür ve eşlik |
Doğal bolluk (mol fraksiyonu) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Uyarma enerjisi | Normal oran | Varyasyon aralığı | ||||||||
178 Pb | 82 | 96 | 178.003830 (26) | 0,23 (15) ms | α | 174 Hg | 0+ | |||
179 Pb | 82 | 97 | 179.00215 (21) # | 3,9 (1,1) ms | α | 175 Hg | (9 / 2−) | |||
180 Pb | 82 | 98 | 179.997918 (22) | 4,5 (11) ms | α | 176 Hg | 0+ | |||
181 Pb | 82 | 99 | 180.99662 (10) | 45 (20) ms | α (% 98) | 177 Hg | (9 / 2−) | |||
β + (% 2) | 181 Tl | |||||||||
182 Pb | 82 | 100 | 181.992672 (15) | 60 (40) ms [55 (+ 40-35) ms] |
α (% 98) | 178 Hg | 0+ | |||
β + (% 2) | 182 Tl | |||||||||
183 Pb | 82 | 101 | 182.99187 (3) | 535 (30) ms | α (% 94) | 179 Hg | (3/2−) | |||
β + (% 6) | 183 Tl | |||||||||
183m Pb | 94 (8) keV | 415 (20) ms | α | 179 Hg | (13/2 +) | |||||
β + (nadir) | 183 Tl | |||||||||
184 Pb | 82 | 102 | 183.988142 (15) | 490 (25) ms | α | 180 Hg | 0+ | |||
β + (nadir) | 184 Tl | |||||||||
185 Pb | 82 | 103 | 184.987610 (17) | 6,3 (4) sn | α | 181 Hg | 3 / 2− | |||
β + (nadir) | 185 Tl | |||||||||
185 milyon Pb | 60 (40) # keV | 4,07 (15) sn | α | 181 Hg | 13/2 + | |||||
β + (nadir) | 185 Tl | |||||||||
186 Pb | 82 | 104 | 185.984239 (12) | 4,82 (3) saniye | α (% 56) | 182 Hg | 0+ | |||
β + (% 44) | 186 Tl | |||||||||
187 Pb | 82 | 105 | 186.983918 (9) | 15,2 (3) saniye | β + | 187 Tl | (3/2−) | |||
α | 183 Hg | |||||||||
187 milyon Pb | 11 (11) keV | 18,3 (3) saniye | β + (% 98) | 187 Tl | (13/2 +) | |||||
α (% 2) | 183 Hg | |||||||||
188 Pb | 82 | 106 | 187.980874 (11) | 25,5 (1) saniye | β + (% 91,5) | 188 Tl | 0+ | |||
α (% 8,5) | 184 Hg | |||||||||
188m1 Pb | 2578.2 (7) keV | 830 (210) ns | (8−) | |||||||
188m2 Pb | 2800 (50) keV | 797 (21) ns | ||||||||
189 Pb | 82 | 107 | 188.98081 (4) | 51 (3) s | β + | 189 Tl | (3/2−) | |||
189m1 Pb | 40 (30) # keV | 50,5 (2,1) sn | β + (% 99,6) | 189 Tl | 13/2 + | |||||
α (% 0,4) | 185 Hg | |||||||||
189m2 Pb | 2475 (30) # keV | 26 (5) μs | (10) + | |||||||
190 Pb | 82 | 108 | 189.978082 (13) | 71 (1) s | β + (% 99,1) | 190 Tl | 0+ | |||
α (% 0,9) | 186 Hg | |||||||||
190m1 Pb | 2614.8 (8) keV | 150 ns | (10) + | |||||||
190m2 Pb | 2618 (20) keV | 25 μs | (12+) | |||||||
190m3 Pb | 2658.2 (8) keV | 7,2 (6) μs | (11) - | |||||||
191 Pb | 82 | 109 | 190.97827 (4) | 1,33 (8) dk | β + (% 99.987) | 191 Tl | (3/2−) | |||
α (% 0,013) | 187 Hg | |||||||||
191 milyon Pb | 20 (50) keV | 2,18 (8) dk | β + (% 99,98) | 191 Tl | 13/2 (+) | |||||
α (% 0,02) | 187 Hg | |||||||||
192 Pb | 82 | 110 | 191.975785 (14) | 3,5 (1) dakika | β + (% 99,99) | 192 Tl | 0+ | |||
α (% .0061) | 188 Hg | |||||||||
192m1 Pb | 2581.1 (1) keV | 164 (7) ns | (10) + | |||||||
192 m2 Pb | 2625.1 (11) keV | 1,1 (5) μs | (12+) | |||||||
192m3 Pb | 2743.5 (4) keV | 756 (21) ns | (11) - | |||||||
193 Pb | 82 | 111 | 192.97617 (5) | 5 dakika | β + | 193 Tl | (3/2−) | |||
193m1 Pb | 130 (80) # keV | 5,8 (2) dakika | β + | 193 Tl | 13/2 (+) | |||||
193m2 Pb | 2612,5 (5) + X keV | 135 (+ 25−15) ns | (33/2 +) | |||||||
194 Pb | 82 | 112 | 193.974012 (19) | 12.0 (5) dakika | β + (% 100) | 194 Tl | 0+ | |||
α (7,3 × 10 − % 6 ) | 190 Hg | |||||||||
195 Pb | 82 | 113 | 194.974542 (25) | ~ 15 dk | β + | 195 Tl | 3/2 # - | |||
195m1 Pb | 202.9 (7) keV | 15.0 (12) dakika | β + | 195 Tl | 13/2 + | |||||
195m2 Pb | 1759.0 (7) keV | 10,0 (7) μs | 21 / 2− | |||||||
196 Pb | 82 | 114 | 195.972774 (15) | 37 (3) dakika | β + | 196 Tl | 0+ | |||
α (3 x 10 -5 %) | 192 Hg | |||||||||
196m1 Pb | 1049.20 (9) keV | <100 ns | 2+ | |||||||
196 m2 Pb | 1738.27 (12) keV | <1 μs | 4+ | |||||||
196m3 Pb | 1797.51 (14) keV | 140 (14) ns | 5− | |||||||
196m4 Pb | 2693.5 (5) keV | 270 (4) ns | (12+) | |||||||
197 Pb | 82 | 115 | 196.973431 (6) | 8.1 (17) dakika | β + | 197 Tl | 3 / 2− | |||
197m1 Pb | 319,31 (11) keV | 42.9 (9) dakika | β + (% 81) | 197 Tl | 13/2 + | |||||
BT (% 19) | 197 Pb | |||||||||
α (3 × 10 −4 %) | 193 Hg | |||||||||
197m2 Pb | 1914.10 (25) keV | 1,15 (20) μs | 21 / 2− | |||||||
198 Pb | 82 | 116 | 197.972034 (16) | 2,4 (1) saat | β + | 198 Tl | 0+ | |||
198m1 Pb | 2141.4 (4) keV | 4,19 (10) μs | (7) - | |||||||
198m2 Pb | 2231.4 (5) keV | 137 (10) ns | (9) - | |||||||
198m3 Pb | 2820.5 (7) keV | 212 (4) ns | (12) + | |||||||
199 Pb | 82 | 117 | 198.972917 (28) | 90 (10) dakika | β + | 199 Tl | 3 / 2− | |||
199m1 Pb | 429.5 (27) keV | 12.2 (3) dakika | BT (% 93) | 199 Pb | (13/2 +) | |||||
β + (% 7) | 199 Tl | |||||||||
199m2 Pb | 2563.8 (27) keV | 10,1 (2) μs | (29 / 2−) | |||||||
200 Pb | 82 | 118 | 199.971827 (12) | 21,5 (4) saat | β + | 200 Tl | 0+ | |||
201 Pb | 82 | 119 | 200.972885 (24) | 9.33 (3) saat | EC (% 99) | 201 Tl | 5 / 2− | |||
β + (% 1) | ||||||||||
201m1 Pb | 629,14 (17) keV | 61 (2) saniye | 13/2 + | |||||||
201m2 Pb | 2718,5 + X keV | 508 (5) ns | (29 / 2−) | |||||||
202 Pb | 82 | 120 | 201.972159 (9) | 5,25 (28) × 10 4 y | EC (% 99) | 202 Tl | 0+ | |||
α (% 1) | 198 Hg | |||||||||
202m1 Pb | 2169.83 (7) keV | 3,53 (1) saat | BT (% 90,5) | 202 Pb | 9− | |||||
EC (% 9.5) | 202 Tl | |||||||||
202m2 Pb | 4142.9 (11) keV | 110 (5) ns | (16+) | |||||||
202m3 Pb | 5345.9 (13) keV | 107 (5) ns | (19−) | |||||||
203 Pb | 82 | 121 | 202.973391 (7) | 51.873 (9) saat | EC | 203 Tl | 5 / 2− | |||
203m1 Pb | 825.20 (9) keV | 6,21 (8) sn | O | 203 Pb | 13/2 + | |||||
203m2 Pb | 2949,47 (22) keV | 480 (7) ms | 29 / 2− | |||||||
203m3 Pb | 2923.4 + X keV | 122 (4) ns | (25 / 2−) | |||||||
204 Pb | 82 | 122 | 203,9730436 (13) | Gözlemsel Olarak Kararlı | 0+ | 0,014 (1) | 0,0104–0,0165 | |||
204m1 Pb | 1274.00 (4) keV | 265 (10) ns | 4+ | |||||||
204m2 Pb | 2185.79 (5) keV | 67.2 (3) dakika | 9− | |||||||
204m3 Pb | 2264.33 (4) keV | 0,45 (+ 10−3) μs | 7− | |||||||
205 Pb | 82 | 123 | 204.9744818 (13) | 1,73 (7) × 10 7 y | EC | 205 Tl | 5 / 2− | |||
205m1 Pb | 2.329 (7) keV | 24,2 (4) μs | 1 / 2− | |||||||
205m2 Pb | 1013.839 (13) keV | 5,55 (2) ms | 13/2 + | |||||||
205m3 Pb | 3195.7 (5) keV | 217 (5) ns | 25 / 2− | |||||||
206 Pb | Radyum G | 82 | 124 | 205.9744653 (13) | Gözlemsel Olarak Kararlı | 0+ | 0.241 (1) | 0.2084–0.2748 | ||
206m1 Pb | 2200.14 (4) keV | 125 (2) μs | 7− | |||||||
206m2 Pb | 4027.3 (7) keV | 202 (3) ns | 12+ | |||||||
207 Pb | Aktinyum D | 82 | 125 | 206.9758969 (13) | Gözlemsel Olarak Kararlı | 1 / 2− | 0.221 (1) | 0.1762–0.2365 | ||
207 m Pb | 1633.368 (5) keV | 806 (6) ms | O | 207 Pb | 13/2 + | |||||
208 Pb | Toryum D | 82 | 126 | 207.9766521 (13) | Gözlemsel Olarak Kararlı | 0+ | 0,524 (1) | 0,5128–0,5621 | ||
208 milyon Pb | 4895 (2) keV | 500 (10) ns | 10+ | |||||||
209 Pb | 82 | 127 | 208,9810901 (19) | 3.253 (14) saat | β - | 209 Bi | 9/2 + | İz | ||
210 Pb | Radium D Radiolead Radyo kurşun |
82 | 128 | 209.9841885 (16) | 22,3 (22) y | β - (% 100) | 210 Bi | 0+ | İz | |
α (1,9 × 10 − % 6 ) | 206 Hg | |||||||||
210 milyon Pb | 1278 (5) keV | 201 (17) ns | 8+ | |||||||
211 Pb | Aktinyum B | 82 | 129 | 210.9887370 (29) | 36.1 (2) dakika | β - | 211 Bi | 9/2 + | İz | |
212 Pb | Toryum B | 82 | 130 | 211.9918975 (24) | 10.64 (1) saat | β - | 212 Bi | 0+ | İz | |
212m Pb | 1335 (10) keV | 6,0 (0,8) μs | O | 212 Pb | (8+) | |||||
213 Pb | 82 | 131 | 212.996581 (8) | 10.2 (3) dakika | β - | 213 Bi | (9/2 +) | |||
214 Pb | Radyum B | 82 | 132 | 213.9998054 (26) | 26.8 (9) dakika | β - | 214 Bi | 0+ | İz | |
214 milyon Pb | 1420 (20) keV | 6,2 (0,3) μs | O | 212 Pb | 8 + # | |||||
215 Pb | 82 | 133 | 215.004660 (60) | 2,34 (0,19) dk | β - | 215 Bi | 9/2 + # | |||
216 Pb | 82 | 134 | 216.008030 (210) # | 1,65 (0,2) dakika | β - | 216 Bi | 0+ | |||
216 milyon Pb | 1514 (20) keV | 400 (40) ns | O | 216 Pb | 8 + # | |||||
217 Pb | 82 | 135 | 217.013140 (320) # | 20 (5) saniye | β - | 217 Bi | 9/2 + # | |||
218 Pb | 82 | 136 | 218.016590 (320) # | 15 (7) saniye | β - | 218 Bi | 0+ |
- ^ m Pb - Heyecanlı nükleer izomer .
- ^ () - Belirsizlik (1 σ ), karşılık gelen son rakamlardan sonra parantez içinde kısa bir şekilde verilir.
- ^ # - # işaretli atomik kütle: tamamen deneysel verilerden değil, en azından kısmen Kütle Yüzeyinden (TMS) gelen trendlerden türetilen değer ve belirsizlik.
-
^
Bozulma modları:
EC: Elektron yakalama O: İzomerik geçiş - ^ Kızı olarak kalın italik sembol - Kız ürünü neredeyse kararlıdır.
- ^ Kızı olarak kalın sembol - Kız ürünü kararlıdır.
- ^ () spin değeri - Zayıf atama argümanlarına sahip spini gösterir.
- ^ a b # - # ile işaretlenmiş değerler tamamen deneysel verilerden değil, en azından kısmen komşu çekirdeklerin (TNN) trendlerinden türetilmiştir.
- ^ A b c Kullanılan kurşun kurşun kalma
- ^ İçin α bozunuma uğrayan inanılan 200 Hg bir ile yarı-ömrü 1.4 x 10 üzerinde 20 yıl
- ^ 4n + 2 bozunma zincirinin nihai bozunma ürünü ( Radyum veya Uranyum serisi )
- ^ Kuhn, W. (1929). "LXVIII. Toryum C ″ γ radyasyonunun radyum G ve sıradan kurşun tarafından saçılması". The London, Edinburgh ve Dublin Philosophical Magazine ve Journal of Science . 8 (52): 628. doi : 10.1080 / 14786441108564923 .
- ^ 2,5 × 10 21 yıldanfazla yarı ömürle 202 Hg'ye α bozunması geçirdiğine inanılıyor
- ^ 4n + 3 bozunma zincirinin nihai bozunma ürünü ( Actinium serisi )
- ^ 1.9 × 10 21 yıldanfazla yarı ömürle 203 Hg'ye α bozunması geçirdiğine inanılıyor
- ^ 4n bozunma zincirinin son bozunma ürünü ( Thorium serisi )
- ^ Gözlemsel olarak en ağır çekirdekli çekirdek, 2,6 × 10 21 yıldan fazla yarılanma ömrü ile 204 Hg'ye α bozunması geçirdiğine inanılıyor.
- ^ 237 Np'lik ara bozunma ürünü
- ^ A b Orta bozunma ürünü arasında 238 U
- ^ Ara madde bozunma ürünü ve 235 U
- ^ Orta bozunma ürünü arasında 232 Th
Kurşun-206
206 Pb, 238 U , "radyum serisi" veya "uranyum serisi" bozunma zincirinin son adımıdır . Kapalı bir sistemde, zamanla, 238 U'luk belirli bir kütle 206 Pb ile sonuçlanan bir dizi aşamada bozunacaktır. Ara ürünlerin üretimi nihayetinde bir dengeye ulaşır ( 234 U'nun yarılanma ömrü 245.500 yıl olduğu için bu uzun bir zaman alsa da). Bu stabilize sisteme ulaşıldığında, 238 U'nun 206 Pb'ye oranı giderek azalırken, diğer ara ürünlerin birbirine oranları sabit kalacaktır.
Radyum serisinde bulunan çoğu radyoizotop gibi, 206 Pb başlangıçta radyumun bir varyasyonu, özellikle radyum G olarak adlandırıldı . Alfa bozunması ile hem 210 Po'nun (tarihsel olarak radyum F olarak adlandırılır ) hem de beta bozunumuyla çok daha nadir olan 206 Tl'nin ( radyum E II ) bozunma ürünüdür .
Kurşun-206, nötron ekonomisini iyileştirmek ve yüksek düzeyde radyoaktif yan ürünlerin istenmeyen üretimini büyük ölçüde bastırmak için bir mekanizma olarak doğal kurşun karışımının (diğer kararlı kurşun izotoplarını da içerir) kullanılması yerine hızlı üreyen nükleer fisyon reaktör soğutucusunda kullanılmak üzere önerilmiştir .
Kurşun-204, -207 ve -208
204 Pb tamamen ilkeldir ve bu nedenle, çeşitli ilkel kurşun izotoplarının göreceli fraksiyonları her yerde sabit olduğundan, belirli bir örnekteki diğer kurşun izotoplarının fraksiyonunu tahmin etmek için yararlıdır. Kurşunun nispi bolluğuna dayalı olarak kayaların yaşını (oluşumundan itibaren geçen süre) tahmin etmek için çeşitli uranyum ve toryum tarihleme şemalarının kullanılmasına izin veren herhangi bir fazla kurşun-206, -207 ve -208'in orijinde radyojenik olduğu varsayılır. -204'ten diğer izotoplara.
207 Pb sonu aktinyum serisi den 235 U .
208 Pb sonudur toryum serisi dan 232 Th . Dünyadaki çoğu yerde kurşun bileşiminin yalnızca yaklaşık yarısını oluştururken, toryum cevherlerinde doğal olarak yaklaşık% 90'a kadar zenginleştirilmiş olarak bulunabilir. 208 Pb, herhangi bir elementin bilinen en ağır kararlı izotopudur ve ayrıca Z = 82 ve N = 126 kapalı nükleer kabuklara karşılık geldiğinden , bilinen en ağır ikili sihirli çekirdektir . Bu özellikle kararlı konfigürasyonun bir sonucu olarak, nötron yakalama kesiti çok düşüktür ( termal spektrumdaki döteryumunkinden bile daha düşüktür ), bu da onu kurşun soğutmalı hızlı reaktörler için ilgi çekici hale getirir .
Referanslar
İzotop kütleleri:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "N UBASE'in nükleer ve bozunma özelliklerinin değerlendirilmesi" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001 CS1 Maint: önerilmeyen parametre ( bağlantı )
İzotopik bileşimler ve standart atom kütleleri:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Elementlerin atom ağırlıkları. İnceleme 2000 (IUPAC Teknik Raporu)" . Saf ve Uygulamalı Kimya . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Elementlerin atom ağırlıkları 2005 (IUPAC Teknik Raporu)" . Saf ve Uygulamalı Kimya . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Lay özeti .
Aşağıdaki kaynaklardan seçilen yarı ömür, dönme ve izomer verileri.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "N UBASE'in nükleer ve bozunma özelliklerinin değerlendirilmesi" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001 CS1 Maint: önerilmeyen parametre ( bağlantı )
- Ulusal Nükleer Veri Merkezi . "NuDat 2.x veritabanı" . Brookhaven Ulusal Laboratuvarı .
- Holden, Norman E. (2004). "11. İzotop Tablosu". Lide içinde, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85. baskı). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .