tantal izotopları - Isotopes of tantalum
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: |
- ^ m Ta – Heyecanlı nükleer izomer .
- ^ ( ) – Belirsizlik (1 σ ), karşılık gelen son rakamlardan sonra parantez içinde kısa ve öz olarak verilmiştir.
- ^ # – # ile işaretlenen atomik kütle: değer ve belirsizlik tamamen deneysel verilerden değil, en azından kısmen Kütle Yüzeyinden (TMS) gelen eğilimlerden türetilmiştir.
- ^ a b c # – # ile işaretlenen değerler yalnızca deneysel verilerden değil, en azından kısmen komşu nüklidlerin (TNN) eğilimlerinden türetilmiştir.
-
^
Bozunma modları:
AT: elektron yakalama O: izomerik geçiş
P: proton emisyonu - ^ Kızı olarak kalın italik sembol – Ek ürün neredeyse sabittir.
- ^ Kızı olarak kalın sembol – Ek ürün kararlıdır.
- ^ ( ) dönüş değeri – Zayıf atama bağımsız değişkenleriyle dönüşü gösterir.
- ^ 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
- ^ Birkaç kararlı tek-tek çekirdekten biri
- ^ 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
- ^ 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 .
- ^ DT Kazanır; M. Al Masum (2003). "Kitle İmha Silahları" (PDF) . Varsayım Üniversitesi Teknoloji Dergisi . 6 (4): 199–219.
- ^ Mühendisler için kuantum mekaniği Leon van Dommelen, Florida Eyalet Üniversitesi
- ^ 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 )
- ^ Conover, Emily (2016-10-03). "Çürüme isteksiz Nadir çekirdek" . 2016-10-05 alındı .
- ^ 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 .
- İzotop kütleleri:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "N UBASE değerlendirmesinin nükleer ve bozunma özellikleri" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Aşağıdakilerden izotopik bileşimler ve standart atomik kütleler:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bievre, Paul; Hidaka, Hiroşi; 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). "2005 (IUPAC Teknik Raporu) elementlerinin atom ağırlıkları" . Saf ve Uygulamalı Kimya . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351/pac200678112051 . Özet koy .
- Aşağıdaki kaynaklardan seçilen yarı ömür, dönüş ve izomer verileri.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "N UBASE değerlendirmesinin nükleer ve bozunma özellikleri" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Ulusal Nükleer Veri Merkezi . "NuDat 2.x veritabanı" . Brookhaven Ulusal Laboratuvarı .
- Holden, Norman E. (2004). "11. İzotop Tablosu". Lide'de, David R. (ed.). CRC Kimya ve Fizik El Kitabı (85. baskı). Boca Raton, Florida : CRC Basın . ISBN'si 978-0-8493-0485-9.