tantal izotopları - Isotopes of tantalum

Tantal  ana izotopları ( 73 Ta)
İzotop Çürümek
bolluk yarı ömür ( t 1/2 ) mod ürün
177 Ta 56.56 saat ε 177 Hf
178 Ta 2.36 saat ε 178 Hf
179 Ton 1.82 yıl ε 179 Hf
180 Ta 8.125 saat ε 180 Hf
β - 180 W
180 m Ta %0.012 kararlı
181 Ta %99.988 kararlı
182 Ta 114.43 gün β - 182 W
183 Ta 5.1 gün β - 183 W
Standart atom ağırlığı A r, standart (Ta) 180.947 88 (2)

Doğal tantal ( 73 Ta) iki kararlı izotoptan oluşur : 181 Ta (%99.988) ve180m
Ta
(%0.012).

Orada 35 bilinen yapay da radyoizotoplar olan en uzun ömürlü, 179 1,82 yıllık bir yarılanma ömrü ile Ta, 182 114,43 gün, bir yarılanma ömrü ile Ta 183 5.1 günlük bir yarılanma ömrü ile Ta ve 177 56.56 saatlik bir yarı ömre sahip Ta. Diğer tüm izotopların yarılanma ömrü bir günden kısa, çoğu bir saatten kısadır. Ayrıca çok sayıda izomer vardır, bunların en kararlısı ( 180m Ta dışında) 178m1 Ta ve yarı ömrü 2.36 saattir.

Tantal, nükleer silahlar için " tuzlama " malzemesi olarak önerilmiştir ( kobalt , daha iyi bilinen başka bir tuzlama malzemesidir). Patlayan bir termonükleer silahtan gelen yoğun yüksek enerjili nötron akışıyla ışınlanan 181 Ta'lık bir ceket , radyoaktif izotopa dönüşecektir.182
Ta
Bir ile yarılanma ömrü 114.43 gün ve üretmek yaklaşık 1.12  MeV arasında gama radyasyonu önemli ölçüde silahın radyoaktivitesi artan serpinti aylarca. Böyle bir silahın daha önce yapıldığı, denendiği veya kullanıldığı bilinmiyor.

izotopların listesi

nüklid
Z n İzotopik kütle ( Da )
Yarı ömür
çürüme
modu

kızı
izotop

Spin ve
parite
Doğal bolluk (mol fraksiyonu)
uyarılma enerjisi Normal oran Varyasyon aralığı
155
Ta
73 82 154.97459(54)# 13(4) µs
[12(+4−3) µs]
(11/2−)
156
Ta
73 83 155.97230(43)# 144(24) ms β + (%95,8) 156 Hf (2−)
p (%4,2) 155 Hf
156m
Ta
102(7) keV 0,36(4) sn P 155 Hf 9+
157
Ta
73 84 156.96819(22) 10.1(4) ms a (%91) 153 Lu 1/2+
β + (%9) 157 Hf
157m1
Ta
22(5) keV 4,3(1) ms 11/2–
157m2
Ta
1593(9) keV 1,7(1) ms α 153 Lu (25/2−)
158
Ta
73 85 157.96670(22)# 49(8) ms a (%96) 154 Lu (2−)
β + (%4) 158 Hf
158m
Ta
141(9) keV 36.0(8) ms a (%93) 154 Lu (9+)
O 158 Ta
β + 158 Hf
159
Ta
73 86 158.963018(22) 1.04(9) sn β + (%66) 159 Hf (1/2+)
a (%34) 155 Lu
159m
Ta
64(5) keV 514(9) ms a (%56) 155 Lu (11/2−)
β + (%44) 159 Hf
160
Ta
73 87 159.96149(10) 1.70(20) sn α 156 Lu (2#)–
β + 160 Hf
160m
Ta
310(90)# keV 1.55(4) sn β + (%66) 160 Hf (9)+
a (%34) 156 Lu
161
Ta
73 88 160.95842(6)# 3# β + (%95) 161 Hf 1/2+#
a (%5) 157 Lu
161m
Ta
50(50)# keV 2.89(12) sn 11/2−#
162
Ta
73 89 161.95729(6) 3.57(12) sn β + (%99.92) 162 Hf 3+#
α (%0,073) 158 Lu
163
Ta
73 90 162.95433(4) 10.6(18) sn β + (%99,8) 163 Hf 1/2+#
α (%0,2) 159 Lu
164
Ta
73 91 163.95353(3) 14.2(3) sn β + 164 Hf (3+)
165
Ta
73 92 164.950773(19) 31.0(15) sn β + 165 Hf 5/2−#
165m
Ta
60(30) keV 9/2−#
166
Ta
73 93 165.95051(3) 34.4(5) sn β + 166 Hf (2)+
167
Ta
73 94 166.94809(3) 1.33(7) dk β + 167 Hf (3/2+)
168
Ta
73 95 167.94805(3) 2.0(1) dk β + 168 Hf (2−,3+)
169
Ta
73 96 168.94601(3) 4.9(4) dk β + 169 Hf (5/2+)
170
Ta
73 97 169.94618(3) 6.76(6) dk β + 170 Hf (3)(+#)
171
Ta
73 98 170.94448(3) 23,3(3) dk β + 171 Hf (5/2−)
172
Ta
73 99 171.94490(3) 36.8(3) dk β + 172 Hf (3+)
173
Ta
73 100 172.94375(3) 3.14(13) saat β + 173 Hf 5/2–
174
Ta
73 101 173.94445(3) 1.14(8) saat β + 174 Hf 3+
175
Ta
73 102 174.94374(3) 10.5(2) sa β + 175 Hf 7/2+
176
Ta
73 103 175.94486(3) 8.09(5) s β + 176 Hf (1)–
176m1
Ta
103.0(10) keV 1.1(1) ms O 176 Ta (+)
176m2
Ta
1372.6(11)+X keV 3,8(4) µs (14−)
176m3
Ta
2820(50) keV 0.97(7) ms (20−)
177
Ta
73 104 176.944472(4) 56.56(6) sa β + 177 Hf 7/2+
177m1
Ta
73.36(15) keV 410(7) sayı 9/2−
177m2
Ta
186.15(6) keV 3,62(10) µs 5/2–
177m3
Ta
1355.01(19) keV 5,31(25) µs 21/2−
177m4
Ta
4656.3(5) keV 133(4) µs 49/2–
178
Ta
73 105 177.945778(16) 9,31(3) dk β + 178 Hf 1+
178m1
Ta
100(50)# keV 2.36(8) saat β + 178 Hf (7)–
178m2
Ta
1570(50)# keV 59(3) ms (15−)
178m3
Ta
3000(50)# keV 290(12) ms (21−)
179
Ta
73 106 178.9459295(23) 1.82(3) yıl AT 179 Hf 7/2+
179m1
Ta
30,7(1) keV 1.42(8) µs (9/2)-
179m2
Ta
520.23(18) keV 335(45) sayı (1/2)+
179m3
Ta
1252.61(23) keV 322(16) ns (21/2−)
179m4
Ta
1317.3(4) keV 9.0(2) ms O 179 Ton (25/2+)
179m5
Ta
1327,9(4) keV 1,6(4) µs (23/2−)
179m6
Ta
2639.3(5) keV 54.1(17) ms (37/2+)
180
Ta
73 107 179.9474648(24) 8.152(6) sa AT (%86) 180 Hf 1+
β - (%14) 180 W
180m1
Ta
77.1(8) keV gözlemsel olarak kararlı 9– 1,2(2)×10 −4
180m2
Ta
1452,40(18) keV 31.2(14) µs 15–
180m3
Ta
3679.0(11) keV 2.0(5) µs (22−)
180m4
Ta
4171.0+X keV 17(5) µs (23, 24, 25)
181
Ta
73 108 180.9479958(20) gözlemsel olarak kararlı 7/2+ 0,99988(2)
181m1
Ta
6.238(20) keV 6,05(12) µs 9/2−
181m2
Ta
615.21(3) keV 18(1) µs 1/2+
181m3
Ta
1485(3) keV 25(2) µs 21/2−
181m4
Ta
2230(3) keV 210(20) µs 29/2–
182
Ta
73 109 181.9501518(19) 114.43(3) gün β - 182 W 3–
182m1
Ta
16.263(3) keV 283(3) ms O 182 Ta 5+
182m2
Ta
519.572(18) keV 15.84(10) dk 10–
183
Ta
73 110 182.9513726(19) 5.1(1) gün β - 183 W 7/2+
183m
Ta
73.174(12) keV 107(11) ns 9/2−
184
Ta
73 111 183.95408(28) 8.7(1) saat β - 184 W (5−)
185
Ta
73 112 184.955559(15) 49.4(15) dk β - 185 W (7/2+)#
185m
Ta
1308(29) keV >1 ms (21/2−)
186
Ta
73 113 185.95855(6) 10.5(3) dk β - 186 W (2−,3−)
186m
Ta
1.54(5) dk
187
Ta
73 114 186.96053(21)# 2# dk
[>300 ns]
β - 187 W 7/2+#
188
Ta
73 115 187.96370(21)# 20# sn
[>300 sn ]
β - 188 W
189
Ta
73 116 188.96583(32)# 3# sn
[>300 sn ]
7/2+#
190
Ta
73 117 189.96923(43)# 0,3# sn
Bu tablo üstbilgisi ve altbilgisi:
  1. ^ m Ta – Heyecanlı nükleer izomer .
  2. ^ ( ) – Belirsizlik (1 σ ), karşılık gelen son rakamlardan sonra parantez içinde kısa ve öz olarak verilmiştir.
  3. ^ # – # ile işaretlenen atomik kütle: değer ve belirsizlik tamamen deneysel verilerden değil, en azından kısmen Kütle Yüzeyinden (TMS) gelen eğilimlerden türetilmiştir.
  4. ^ a b c # – # ile işaretlenen değerler yalnızca deneysel verilerden değil, en azından kısmen komşu nüklidlerin (TNN) eğilimlerinden türetilmiştir.
  5. ^ Bozunma modları:
    AT: elektron yakalama
    O: izomerik geçiş


    P: proton emisyonu
  6. ^ Kızı olarak kalın italik sembol – Ek ürün neredeyse sabittir.
  7. ^ Kızı olarak kalın sembol – Ek ürün kararlıdır.
  8. ^ ( ) dönüş değeri – Zayıf atama bağımsız değişkenleriyle dönüşü gösterir.
  9. ^ Sadece bilinen, gözlemsel olarak kararlı nükleer izomer, izomerik geçişle 180 Ta'yabozunduğuna, β - 180 W'a bozunduğunaveya4.5 × 10 16 yıldanfazla yarılanma ömrüyle 180 Hf'ye elektron yakaladığınainanılıyor
  10. ^ Birkaç kararlı tek-tek çekirdekten biri
  11. ^ İçin α bozunuma uğrayan inanılan 177 Lu

Tantal-180m

nüklid 180m
Ta
( M, doymuş, metastabil durumu) üç şekilde bozunması için yeterli enerjiye sahip: izomerik geçiş için temel durum arasında180
Ta
, Beta bozunması için180
W
Ve yakalama elektron için180
hf
. Bununla birlikte, bu nükleer izomerin herhangi bir bozunma modundan hiçbir radyoaktivite gözlemlenmemiştir. Gözlem yoluyla, yalnızca 10 15 yıldan fazla olan yarı ömrü için bir alt sınır belirlenmiştir. Çok yavaş çürümesi180m
Ta
yüksek dönüşüne (9 birim) ve daha düşük seviyeli durumların düşük dönüşüne atfedilir. Gama veya beta bozunması, tek bir adımda birçok birim açısal momentumun ortadan kaldırılmasını gerektirir, böylece süreç çok yavaş olur.

180m Ta'nın çok sıra dışı doğası, bu izotopun temel durumunun izomerden daha az kararlı olmasıdır. Bu fenomen, diğer nüklidlerin yanı sıra bizmut-210m ( 210m Bi) ve amerikyum-242m ( 242m Am) içinde sergilenmektedir .180
Ta
sadece 8 saatlik bir yarı ömre sahiptir. 180m
Ta
doğal olarak oluşan tek nükleer izomerdir (radyojenik ve kozmojenik kısa ömürlü nüklidler hariç). Aynı zamanda , herhangi bir kararlı izotopu olan herhangi bir element için gözlemlenen Evrendeki en nadir ilkel nükliddir . Termal enerji k B T = 26 k eV (yani 300 milyon kelvin sıcaklık) olan bir s- işlemli yıldız ortamında , nükleer izomerlerin tamamen termalleşmesi beklenir, yani 180 Ta'nın dönüş durumları ve geneli arasında hızla geçiş yaptığı anlamına gelir. yarı ömrünün 11 saat olduğu tahmin edilmektedir.

3 Ekim 2016 itibariyle 180m Ta'nın yarı ömrü deneysel gözlemlerden en az4,5 × 10 16 (45 katrilyon) yıl.

Referanslar

  1. ^ Meija, Juris; et al. (2016). "Elementlerin atom ağırlıkları 2013 (IUPAC Teknik Raporu)" . Saf ve Uygulamalı Kimya . 88 (3): 265–91. doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
  2. ^ DT Kazanır; M. Al Masum (2003). "Kitle İmha Silahları" (PDF) . Varsayım Üniversitesi Teknoloji Dergisi . 6 (4): 199–219.
  3. ^ Mühendisler için kuantum mekaniği Leon van Dommelen, Florida Eyalet Üniversitesi
  4. ^ P. Mohr, F. Kaeppeler ve R. Gallino (2007). "Yıldız Koşullarında Doğanın En Nadir İzotopu 180Ta'nın Hayatta Kalması". Fizik Rev. C . 75 : 012802. arXiv : astro-ph/0612427 . doi : 10.1103/PhysRevC.75.012802 .CS1 bakımı: birden çok ad: yazar listesi ( bağlantı )
  5. ^ Conover, Emily (2016-10-03). "Çürüme isteksiz Nadir çekirdek" . 2016-10-05 alındı .
  6. ^ Lehnert, Björn; Hult, Mikael; Lutter, Guillaume; Zuber, Kai (2017). "Doğanın en nadide izotopu 180m Ta'nın çürümesini araştırın ". Fiziksel İnceleme C . 95 (4): 044306. arXiv : 1609.03725 . Bibcode : 2017PhRvC..95d4306L . doi : 10.1103/PhysRevC.95.044306 .