Jód-129 - Iodine-129
Všeobecné | |
---|---|
Symbol | 129Já |
Jména | jod-129, I-129 |
Protony | 53 |
Neutrony | 76 |
Nuklidová data | |
Přirozená hojnost | Stopa |
Poločas rozpadu | 1.57×107 let[1] |
Produkty rozpadu | 129Xe |
Hmotnost izotopu | 128.904984[2] u |
Roztočit | 7/2+ |
Režimy rozpadu | |
Režim rozpadu | Energie rozpadu (MeV ) |
β− | 1.89 |
Izotopy jódu Kompletní tabulka nuklidů |
Jód-129 (129I) je dlouhodobý radioizotop z jód který se vyskytuje přirozeně, ale je zvláště zajímavý pro monitorování a účinky produktů rozpadu jaderného štěpení způsobených člověkem, kde slouží jako stopovací látka a potenciální radiologická kontaminace.
Vznik a rozpad
Nuklid | t1⁄2 | Výtěžek | Rozklad energie[a 1] | Rozklad režimu |
---|---|---|---|---|
(Ma ) | (%)[a 2] | (keV ) | ||
99Tc | 0.211 | 6.1385 | 294 | β |
126Sn | 0.230 | 0.1084 | 4050[a 3] | βy |
79Se | 0.327 | 0.0447 | 151 | β |
93Zr | 1.53 | 5.4575 | 91 | βγ |
135Čs | 2.3 | 6.9110[a 4] | 269 | β |
107Pd | 6.5 | 1.2499 | 33 | β |
129Já | 15.7 | 0.8410 | 194 | βγ |
129Jsem jedním ze sedmi štěpné produkty s dlouhou životností. Je primárně tvořen z štěpení z uran a plutonium v jaderné reaktory. Značné částky byly uvolněny do atmosféra jako výsledek testování jaderných zbraní v 50. a 60. letech.
Přirozeně se také vyrábí v malém množství kvůli spontánní štěpení z přírodní uran tím, že spalace kosmického záření stopových úrovní xenon v atmosféře a kosmický paprsek miony překvapující telur -130.[3][4]
129Rozpadám se a poločas rozpadu 15,7 milionu let, s nízkou spotřebou energie beta a gama emise, do xenon-129 (129Xe).[5]
Štěpný produkt
Aktinidy a štěpné produkty do poločasu rozpadu | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Aktinidy[6] podle řetěz rozpadu | Poločas rozpadu rozsah (A ) | Štěpné produkty z 235U podle výtěžek[7] | ||||||
4n | 4n+1 | 4n+2 | 4n+3 | |||||
4.5–7% | 0.04–1.25% | <0.001% | ||||||
228Ra№ | 4–6 a | † | 155Euþ | |||||
244Cmƒ | 241Puƒ | 250Srov | 227Ac№ | 10–29 a | 90Sr | 85Kr | 113 mCDþ | |
232Uƒ | 238Puƒ | 243Cmƒ | 29–97 a | 137Čs | 151Smþ | 121 mSn | ||
248Bk[8] | 249Srovƒ | 242 mDopoledneƒ | 141–351 a | Žádné štěpné produkty | ||||
241Dopoledneƒ | 251Srovƒ[9] | 430–900 a | ||||||
226Ra№ | 247Bk | 1,3–1,6 ka | ||||||
240Pu | 229Čt | 246Cmƒ | 243Dopoledneƒ | 4,7–7,4 ka | ||||
245Cmƒ | 250Cm | 8,3–8,5 ka | ||||||
239Puƒ | 24,1 ka | |||||||
230Čt№ | 231Pa№ | 32–76 ka | ||||||
236Npƒ | 233Uƒ | 234U№ | 150–250 ka | ‡ | 99Tc₡ | 126Sn | ||
248Cm | 242Pu | 327–375 ka | 79Se₡ | |||||
1,53 Ma | 93Zr | |||||||
237Npƒ | 2,1–6,5 Ma | 135Čs₡ | 107Pd | |||||
236U | 247Cmƒ | 15–24 Ma | 129Já₡ | |||||
244Pu | 80 Ma | ... ani za 15,7 Ma[10] | ||||||
232Čt№ | 238U№ | 235Uƒ č | 0,7–14,1 Ga | |||||
Legenda pro symboly horního indexu |
Tepelný | Rychle | 14 MeV | |
---|---|---|---|
232Čt | ne štěpitelný | 0.431 ± 0.089 | 1.68 ± 0.33 |
233U | 1.63 ± 0.26 | 1.73 ± 0.24 | 3.01 ± 0.43 |
235U | 0.706 ± 0.032 | 1.03 ± 0.26 | 1.59 ± 0.18 |
238U | ne štěpitelný | 0.622 ± 0.034 | 1.66 ± 0.19 |
239Pu | 1.407 ± 0.086 | 1.31 ± 0.13 | ? |
241Pu | 1.28 ± 0.36 | 1.67 ± 0.36 | ? |
129Jsem jedním ze sedmi štěpné produkty s dlouhou životností které se vyrábějí ve významných množstvích. Jeho výnos je 0,706% na štěpení 235U.[11] Větší podíly jiných izotopů jódu, jako např 131Já jsou vyráběny, ale protože všechny mají krátký poločas rozpadu, je jód ochlazen vyhořelé jaderné palivo se skládá z asi5⁄6 129Já a1⁄6 jediný stabilní izotop jódu, 127I.
Protože 129Jsem v prostředí s dlouhou životností a relativně mobilní, což má zvláštní význam pro dlouhodobé nakládání s vyhořelým jaderným palivem. V hlubinné úložiště u nezpracovaného použitého paliva, 129Pravděpodobně budu radionuklidem s největším možným dopadem po dlouhou dobu.
Od té doby 129Mám skromné absorpce neutronů průřez ze dne 30.stodoly,[12] a je relativně neředěný jinými izotopy stejného prvku, je studován k odstranění pomocí nukleární transmutace opětovným ozářením neutrony[13] nebo vysoce výkonnými lasery.[14]
Aplikace
Věk podzemní vody
129Nejsem záměrně vyráběn pro žádné praktické účely. Jeho dlouhý poločas rozpadu a jeho relativní mobilita v prostředí jej však učinily užitečným pro různé datovací aplikace. Patří mezi ně identifikace velmi starých vod na základě množství přírodních 129Já nebo jeho 129Produkt rozpadu Xe, stejně jako identifikace mladších podzemních vod podle zvýšené antropogenity 129I úrovně od šedesátých let.[15][16][17]
Věkové randění s meteority
V roce 1960 fyzik John H. Reynolds objevil to jisté meteority obsahovala izotopovou anomálii ve formě nadbytku 129Xe. Odvodil, že to musí být produkt rozpadu radioaktivní látky s dlouhým rozpadem 129I. Tento izotop se v přírodě vyrábí v množství pouze v supernova exploze. Jako poločas rozpadu 129Jsem astronomicky relativně krátký, což prokázalo, že mezi supernovou a dobou, kdy meteority ztuhly a uvěznily, uběhla jen krátká doba. 129I. Tyto dvě události (supernova a ztuhnutí plynového mraku) byly vyvozeny tak, že k nim došlo během rané historie Sluneční Soustava jako 129I izotop byl pravděpodobně vytvořen před vytvořením sluneční soustavy, ale ne dlouho předtím, a naočkoval oblak izotopů slunečního plynu izotopy z druhého zdroje. Tento zdroj supernovy mohl také způsobit zhroucení mraku slunečního plynu.[18][19]
Viz také
Reference
- ^ Audi, G .; Kondev, F. G .; Wang, M .; Huang, W. J .; Naimi, S. (2017). „Hodnocení jaderných vlastností NUBASE2016“ (PDF). Čínská fyzika C.. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
- ^ Wang, M .; Audi, G .; Kondev, F. G .; Huang, W. J .; Naimi, S .; Xu, X. (2017). „Hodnocení atomové hmotnosti AME2016 (II). Tabulky, grafy a odkazy“ (PDF). Čínská fyzika C.. 41 (3): 030003-1–030003-442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
- ^ R. Edwards. Jód-129: Jeho výskyt v přírodě a jeho užitečnost jako stopovací látky. Věda, Sv. 137 (1962), str. 851–853.
- ^ „Radioactives Missing from the Earth“.
- ^ http://www.nndc.bnl.gov/chart/decaysearchdirect.jsp?nuc=129I&unc=nds, NNDC Chart of Nuclides, I-129 Decay Radiation, accessed 16-Dec-2012.
- ^ Plus radium (prvek 88). Ve skutečnosti je to subaktinid, který bezprostředně předchází aktinium (89) a sleduje tříprvkovou mezeru nestability po polonium (84) kde žádné nuklidy nemají poločasy nejméně čtyř let (nejdelší nuklid v mezeře je radon-222 s poločasem rozpadu menším než čtyři dnů). Nejdelší izotop Radia, 1600 let, si tedy zaslouží začlenění prvku zde.
- ^ Konkrétně od tepelný neutron štěpení U-235, např. v typickém nukleární reaktor.
- ^ Milsted, J .; Friedman, A. M .; Stevens, C. M. (1965). „Alfa poločas rozpadu berkelium-247; nový izomer berkelia-248 s dlouhým poločasem rozpadu.“ Nukleární fyzika. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
„Izotopové analýzy odhalily druh s hmotností 248 v konstantním množství ve třech vzorcích analyzovaných po dobu asi 10 měsíců. Toto bylo připisováno izomeru Bk248 s poločasem rozpadu větším než 9 [let]. Žádný růst srov248 byla detekována a dolní mez pro β− poločas lze nastavit na přibližně 104 [roky]. Nebyla detekována žádná alfa aktivita, kterou lze přičíst novému izomeru; poločas alfa je pravděpodobně větší než 300 [let]. “ - ^ Toto je nejtěžší nuklid s poločasem rozpadu nejméně čtyři roky předMoře nestability ".
- ^ Vyjma těchto “klasicky stabilní "nuklidy s poločasy významně převyšujícími 232Th; např. zatímco 113 mCd má poločas pouze čtrnáct let, tedy 113Cd je téměř osm kvadrilion let.
- ^ A b http://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Kumulativní výnosy ze štěpení, IAEA
- ^ http://www.nndc.bnl.gov/chart/reColor.jsp?newColor=sigg, NNDC Chart of Nuclides, I-129 Thermal neutron capture cross-section, accessed 16-Dec-2012.
- ^ J.A. Rawlins a kol. "Rozdělení a transmutace štěpných produktů s dlouhou životností". Sborník mezinárodní konference o nakládání s radioaktivními odpady na vysoké úrovni. Las Vegas, USA (1992).
- ^ J. Magill a kol. "Laserová transmutace jódu-129". Aplikovaná fyzika B: Lasery a optika. Sv. 77 (4) (2003).
- ^ Watson, J. Throck; Roe, David K .; Selenkow, Herbert A. (1. ledna 1965). „Jód-129 jako„ neradioaktivní “stopovač. Radiační výzkum. 26 (1): 159–163. Bibcode:1965RadR ... 26..159W. doi:10.2307/3571805. JSTOR 3571805.
- ^ https://e-reports-ext.llnl.gov/pdf/234761.pdf P. Santschi a kol. (1998) „129Iodine: New tracer for povrchová voda / podzemní voda interakce.“ Předtisk Lawrence Livermore National Laboratory UCRL-JC-132516. Livermore, USA.
- ^ Snyder, G .; Fabryka-Martin, J. (2007). „I-129 a Cl-36 ve zředěných uhlovodíkových vodách: mořské-kosmogenní, in situ a antropogenní zdroje“. Aplikovaná geochemie. 22 (3): 692–714. Bibcode:2007ApGC ... 22..692S. doi:10.1016 / j.apgeochem.2006.12.011.
- ^ Clayton, Donald D. (1983). Principy hvězdné evoluce a nukleosyntézy (2. vyd.). University of Chicago Press. str.75. ISBN 978-0226109534.
- ^ Bolt, B. A .; Packard, R.E .; Cena, P. B. (2007). „John H. Reynolds, Fyzika: Berkeley“. Kalifornská univerzita v Berkeley. Citováno 2007-10-01.
Další čtení
- Snyder, G. T .; Fabryka-Martin, J. T. (2007). „129I a 36Cl ve zředěných uhlovodíkových vodách: mořské-kosmogenní, in situ a antropogenní zdroje“. Aplikovaná geochemie. 22 (3): 692. Bibcode:2007ApGC ... 22..692S. doi:10.1016 / j.apgeochem.2006.12.011.
- Snyder, G .; Fehn, U. (2004). „Globální distribuce 129I v řekách a jezerech: důsledky pro cyklování jódu v povrchových nádržích“. Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu Část B: Interakce paprsků s materiály a atomy. 223–224: 579–586. Bibcode:2004 NIMPB.223..579S. doi:10.1016 / j.nimb.2004.04.107.
externí odkazy
- Informační list ANL
- Monitorování jódu-129 ve vzorcích ovzduší a mléka shromážděných v blízkosti lokality Hanford: vyšetřování historických údajů o monitorování jódu
- Studie s přírodními a antropogenními izotopy jódu: distribuce jódu a cyklování v globálním prostředí
- Některé publikace používají 129Data z IsoTrace, 1997-2002