Izotopy gadolinia - Isotopes of gadolinium
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standardní atomová hmotnost Ar, standardní(Gd) |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Přirozeně se vyskytující gadolinium (64Gd) se skládá ze 6 stájí izotopy, 154Gd, 155Gd, 156Gd, 157Gd, 158Gd a 160Gd a 1 radioizotop, 152Gd, s 158Gd je nejhojnější (24,84% přirozená hojnost ). Předpovězeno dvojitý rozpad beta z 160Gd nebyl nikdy pozorován; pouze spodní limit poločas rozpadu více než 1,3 × 1021 let byla stanovena experimentálně.[2]
Bylo charakterizováno třicet radioizotopů, přičemž nejstabilnější jsou alfa-rozpadající se 152Gd (přirozeně se vyskytující) s poločasem 1,08 × 1014 let a 150Gd s poločasem rozpadu 1,79 × 106 let. Všechny zbývající radioaktivní izotopy mají poločasy kratší než 74,7 roku. Většina z nich má poločasy kratší než 24,6 sekundy. Izotopy gadolinia mají 10 metastabilních izomery s nejstabilnější bytostí 143 mGd (t1/2 = 110 sekund), 145 mGd (t1/2 = 85 sekund) a 141 mGd (t1/2 = 24,5 sekundy).
Primární režim rozpadu při atomových hmotnostech nižších než nejhojnější stabilní izotop, 158Gd, je elektronový záchyt a primární režim při vyšších atomových hmotnostech je rozpad beta. Primární produkty rozpadu pro izotopy lehčí než 158Bohové jsou izotopy evropa a primární produkty těžších izotopů jsou izotopy terbia.
Gadolinium-153 má poločas 240,4 ± 10 dní a emituje gama záření se silnými vrcholy při 41 keV a 102 keV. Používá se jako zdroj gama záření pro rentgen absorpciometrie a fluorescence pro měřiče hustoty kostí pro osteoporóza screening a pro radiometrické profilování v přenosném rentgenovém zobrazovacím systému Lixiscope, známém také jako Lixi Profiler. v nukleární medicína, slouží ke kalibraci potřebného vybavení jednofotonová emisní počítačová tomografie systémy (SPECT) rentgenové záření. Zajišťuje, že stroje fungují správně a vytvářejí obrazy distribuce radioizotopů uvnitř pacienta. Tento izotop se vyrábí v jaderném reaktoru z evropské nebo obohacený gadolinium.[3] Může také detekovat ztrátu vápník v kyčelních a zadních kostech, což umožňuje diagnostikovat osteoporózu.[4]
Gadolinium-148 by bylo ideální pro radioizotopové termoelektrické generátory díky svému 74letému poločasu rozpadu, vysoké hustotě a dominantnímu režimu rozpadu alfa. Gadolinium-148 však nelze ekonomicky syntetizovat v dostatečném množství k napájení RTG.[5]
Seznam izotopů
| Nuklid [n 1] | Z | N | Izotopová hmota (Da ) [č. 2][č. 3] | Poločas rozpadu [č. 4][č. 5] | Rozklad režimu [č. 6] | Dcera izotop [č. 7][č. 8] | Roztočit a parita [č. 9][č. 5] | Přirozená hojnost (molární zlomek) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Budicí energie[č. 5] | Normální poměr | Rozsah variací | |||||||
| 134Gd | 64 | 70 | 133.95537(43)# | 0,4 # s | 0+ | ||||
| 135Gd | 64 | 71 | 134.95257(54)# | 1.1 odst. 2 písm | 3/2− | ||||
| 136Gd | 64 | 72 | 135.94734(43)# | 1 # s [> 200 ns] | β+ | 136Eu | |||
| 137Gd | 64 | 73 | 136.94502(43)# | 2.2 odst. 2 písm | β+ | 137Eu | 7/2+# | ||
| β+, p (vzácný) | 136Sm | ||||||||
| 138Gd | 64 | 74 | 137.94012(21)# | 4,7 (9) s | β+ | 138Eu | 0+ | ||
| 138 mGd | 2232,7 (11) keV | 6 (1) us | (8−) | ||||||
| 139Gd | 64 | 75 | 138.93824(21)# | 5,7 (3) s | β+ | 139Eu | 9/2−# | ||
| β+, p (vzácné) | 138Sm | ||||||||
| 139 mGd | 250 (150) # keV | 4,8 (9) s | 1/2+# | ||||||
| 140Gd | 64 | 76 | 139.93367(3) | 15,8 (4) s | β+ | 140Eu | 0+ | ||
| 141Gd | 64 | 77 | 140.932126(21) | 14 odst. 4 písm | β+ (99.97%) | 141Eu | (1/2+) | ||
| β+, p (0,03%) | 140Sm | ||||||||
| 141 mGd | 377,8 (2) keV | 24,5 (5) s | β+ (89%) | 141Eu | (11/2−) | ||||
| TO (11%) | 141Gd | ||||||||
| 142Gd | 64 | 78 | 141.92812(3) | 70,2 (6) s | β+ | 142Eu | 0+ | ||
| 143Gd | 64 | 79 | 142.92675(22) | 39 odst. 2 písm | β+ | 143Eu | (1/2)+ | ||
| β+, α (vzácný) | 139Odpoledne | ||||||||
| β+, p (vzácné) | 142Sm | ||||||||
| 143 mGd | 152,6 (5) keV | 110,0 (14) s | β+ | 143Eu | (11/2−) | ||||
| β+, α (vzácný) | 139Odpoledne | ||||||||
| β+, p (vzácné) | 142Sm | ||||||||
| 144Gd | 64 | 80 | 143.92296(3) | 4,47 (6) min | β+ | 144Eu | 0+ | ||
| 145Gd | 64 | 81 | 144.921709(20) | 23,0 (4) min | β+ | 145Eu | 1/2+ | ||
| 145 mGd | 749,1 (2) keV | 85 odst. 3 písm | IT (94,3%) | 145Gd | 11/2− | ||||
| β+ (5.7%) | 145Eu | ||||||||
| 146Gd | 64 | 82 | 145.918311(5) | 48,27 (10) d | ES | 146Eu | 0+ | ||
| 147Gd | 64 | 83 | 146.919094(3) | 38,06 (12) h | β+ | 147Eu | 7/2− | ||
| 147 mGd | 8587,8 (4) keV | 510 (20) ns | (49/2+) | ||||||
| 148Gd | 64 | 84 | 147.918115(3) | 74,6 (30) r | α | 144Sm | 0+ | ||
| β+β+ (vzácný) | 148Sm | ||||||||
| 149Gd | 64 | 85 | 148.919341(4) | 9,28 (10) d | β+ | 149Eu | 7/2− | ||
| α (4,34 × 10−4%) | 145Sm | ||||||||
| 150Gd | 64 | 86 | 149.918659(7) | 1.79(8)×106 y | α | 146Sm | 0+ | ||
| β+β+ (vzácný) | 150Sm | ||||||||
| 151Gd | 64 | 87 | 150.920348(4) | 124 odst. 1 písm | ES | 151Eu | 7/2− | ||
| α (10−6%) | 147Sm | ||||||||
| 152Gd[č. 10] | 64 | 88 | 151.9197910(27) | 1.08(8)×1014 y | α | 148Sm | 0+ | 0.0020(1) | |
| 153Gd | 64 | 89 | 152.9217495(27) | 240,4 (10) d | ES | 153Eu | 3/2− | ||
| 153m1Gd | 95,1737 (12) keV | 3,5 (4) us | (9/2+) | ||||||
| 153m2Gd | 171,189 (5) keV | 76,0 (14) us | (11/2−) | ||||||
| 154Gd | 64 | 90 | 153.9208656(27) | Pozorovatelně stabilní[č. 11] | 0+ | 0.0218(3) | |||
| 155Gd[č. 12] | 64 | 91 | 154.9226220(27) | Pozorovatelně stabilní[č. 13] | 3/2− | 0.1480(12) | |||
| 155 mGd | 121,05 (19) keV | 31,97 (27) ms | TO | 155Gd | 11/2− | ||||
| 156Gd[č. 12] | 64 | 92 | 155.9221227(27) | Stabilní | 0+ | 0.2047(9) | |||
| 156 mGd | 2137,60 (5) keV | 1,3 (1) µs | 7- | ||||||
| 157Gd[č. 12] | 64 | 93 | 156.9239601(27) | Stabilní | 3/2− | 0.1565(2) | |||
| 158Gd[č. 12] | 64 | 94 | 157.9241039(27) | Stabilní | 0+ | 0.2484(7) | |||
| 159Gd[č. 12] | 64 | 95 | 158.9263887(27) | 18,479 (4) h | β− | 159Tb | 3/2− | ||
| 160Gd[č. 12] | 64 | 96 | 159.9270541(27) | Pozorovatelně stabilní[č. 14] | 0+ | 0.2186(19) | |||
| 161Gd | 64 | 97 | 160.9296692(29) | 3,646 (3) min | β− | 161Tb | 5/2− | ||
| 162Gd | 64 | 98 | 161.930985(5) | 8,4 (2) min | β− | 162Tb | 0+ | ||
| 163Gd | 64 | 99 | 162.93399(32)# | 68 odst. 3 písm | β− | 163Tb | 7/2+# | ||
| 164Gd | 64 | 100 | 163.93586(43)# | 45 odst. 3 písm | β− | 164Tb | 0+ | ||
| 165Gd | 64 | 101 | 164.93938(54)# | 10,3 (16) s | β− | 165Tb | 1/2−# | ||
| 166Gd | 64 | 102 | 165.94160(64)# | 4,8 (10) s | β− | 166Tb | 0+ | ||
| 167Gd | 64 | 103 | 166.94557(64)# | 3 # s | β− | 167Tb | 5/2−# | ||
| 168Gd | 64 | 104 | 167.94836(75)# | 300 # ms | β− | 168Tb | 0+ | ||
| 169Gd | 64 | 105 | 168.95287(86)# | 1 # s | β− | 169Tb | 7/2−# | ||
- ^ mGd - nadšený jaderný izomer.
- ^ () - Nejistota (1σ) je uveden v stručné formě v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
- ^ # - Atomic mass checked #: hodnota a nejistota odvozené nikoli z čistě experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS ).
- ^ Tučný poločas - téměř stabilní, poločas delší než věk vesmíru.
- ^ A b C # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN ).
- ^ Režimy rozpadu:
ES: Zachycení elektronů TO: Izomerní přechod - ^ Tučné kurzíva symbol jako dcera - dcera produkt je téměř stabilní.
- ^ Tučný symbol jako dcera - dcera produkt je stabilní.
- ^ () hodnota rotace - označuje rotaci se slabými argumenty přiřazení.
- ^ prvotní radionuklid
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 150Sm
- ^ A b C d E F Štěpný produkt
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 151Sm
- ^ Předpokládá se, že podstoupí β−β− rozpadnout se na 160Dy s poločas rozpadu nad 1,3 × 1021 let
Reference
- ^ Meija, Juris; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)“. Čistá a aplikovaná chemie. 88 (3): 265–91. doi:10.1515 / pac-2015-0305.
- ^ F. A. Danevich; et al. (2001). "Pátrání po dvojitém beta rozpadu 160Izotopy Gd a Ce “. Jaderná fyzika A. 694 (1–2): 375–391. arXiv:nucl-ex / 0011020. Bibcode:2001NuPhA.694..375D. doi:10.1016 / S0375-9474 (01) 00983-6.
- ^ „PNNL: Isotope Sciences Program - Gadolinium-153“. pnl.gov. Archivovány od originál dne 2009-05-27.
- ^ "Gadolinium". BCIT Chemistry Resource Center. Technologický institut v Britské Kolumbii. Citováno 30. března 2011.
- ^ Rada, národní výzkum; Vědy, divize inženýrství fyzikální; Board, Aeronautics Space Engineering; Board, Space Studies; Výbor pro radioizotopové energetické systémy (2009). Radioizotopové energetické systémy: imperativ pro udržení vedoucího postavení USA v průzkumu vesmíru. CiteSeerX 10.1.1.367.4042. doi:10.17226/12653. ISBN 978-0-309-13857-4.
- Hmotnosti izotopů z:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "PakUBASE hodnocení jaderných a rozpadových vlastností ", Jaderná fyzika A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729 ... 3A, doi:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
- Izotopové složení a standardní atomové hmotnosti z:
- de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroši; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R .; Taylor, Philip D. P. (2003). „Atomové váhy prvků. Recenze 2000 (technická zpráva IUPAC)“. Čistá a aplikovaná chemie. 75 (6): 683–800. doi:10.1351 / pac200375060683.
- Wieser, Michael E. (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)“. Čistá a aplikovaná chemie. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351 / pac200678112051. Shrnutí ležel.
- Údaje o poločasu rozpadu, rotaci a izomeru vybrané z následujících zdrojů.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "PakUBASE hodnocení jaderných a rozpadových vlastností ", Jaderná fyzika A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729 ... 3A, doi:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
- Národní jaderné datové centrum. "Databáze NuDat 2.x". Brookhaven National Laboratory.
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabulka izotopů". V Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85. vydání). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
