Izotopy olova - Isotopes of lead
Množství izotopů se velmi liší podle vzorku | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standardní atomová hmotnost Ar, standardní(Pb) |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Vést (82Pb) má čtyři stabilní izotopy: 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb. Lead-204 je zcela a prvotní nuklid a není radiogenní nuklid. Tři izotopy olovo-206, olovo-207 a olovo-208 představují konce tří rozpadové řetězy: uranová řada (nebo radium série), série aktinia a thoria série, v uvedeném pořadí; čtvrtý rozpadový řetězec, řada neptunium, končí na thalium izotop 205Tl. Tři řady zakončené olovem představují produkty rozpadu řetězce prvotřídních s dlouhou životností 238U, 235U, a 232Čt, resp. Každý z nich se však také do jisté míry vyskytuje jako prvotní izotopy, které byly vyrobeny v supernovách, spíše než radiogenně jako dceřiné produkty. Fixní poměr olova-204 k prvotním množstvím ostatních izotopů olova může být použit jako výchozí hodnota pro odhad extra množství radiogenního olova přítomného v horninách v důsledku rozpadu z uranu a thoria. (Vidět lead-lead dating a seznamka uran-olovo ).
Nejdelší život radioizotopy jsou 205Pb s a poločas rozpadu 17,3 milionu let a 202Pb s poločasem 52 500 let. Přirozeně se vyskytující radioizotop s kratší životností, 210Pb s poločasem rozpadu 22,3 let, je užitečné pro studium sedimentace chronologie vzorků životního prostředí na časových stupnicích kratších než 100 let.[2]
Relativní množství čtyř stabilních izotopů je přibližně 1,5%, 24%, 22% a 52,5%, což je kombinace standardní atomová hmotnost (hojně vážený průměr stabilních izotopů) 207,2 (1). Olovo je prvek s nejtěžším stabilním izotopem, 208Pb. (Čím masivnější 209Bi, dlouho považovaný za stabilní, má ve skutečnosti poločas 2,01 × 1019 Celkem je nyní známo celkem 43 izotopů olova, včetně velmi nestabilních syntetických druhů.
V plně ionizovaném stavu je izotop 205Pb se také stává stabilním.[3]
Seznam izotopů
Nuklid[4] [n 1] | Historický název | Z | N | Izotopová hmota (Da )[5] [č. 2][č. 3] | Poločas rozpadu | Rozklad režimu [č. 4] | Dcera izotop [č. 5][č. 6] | Roztočit a parita [č. 7][č. 8] | Přirozená hojnost (molární zlomek) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Budicí energie[č. 8] | Normální poměr | Rozsah variací | ||||||||
178Pb | 82 | 96 | 178.003830(26) | 0,23 (15) ms | α | 174Hg | 0+ | |||
179Pb | 82 | 97 | 179.00215(21)# | 3,9 (1,1) ms | α | 175Hg | (9/2−) | |||
180Pb | 82 | 98 | 179.997918(22) | 4,5 (11) ms | α | 176Hg | 0+ | |||
181Pb | 82 | 99 | 180.99662(10) | 45 (20) ms | α (98%) | 177Hg | (9/2−) | |||
β+ (2%) | 181Tl | |||||||||
182Pb | 82 | 100 | 181.992672(15) | 60 (40) ms [55 (+ 40–35) ms] | α (98%) | 178Hg | 0+ | |||
β+ (2%) | 182Tl | |||||||||
183Pb | 82 | 101 | 182.99187(3) | 535 (30) ms | α (94%) | 179Hg | (3/2−) | |||
β+ (6%) | 183Tl | |||||||||
183 mPb | 94 (8) keV | 415 (20) ms | α | 179Hg | (13/2+) | |||||
β+ (vzácný) | 183Tl | |||||||||
184Pb | 82 | 102 | 183.988142(15) | 490 (25) ms | α | 180Hg | 0+ | |||
β+ (vzácný) | 184Tl | |||||||||
185Pb | 82 | 103 | 184.987610(17) | 6,3 (4) s | α | 181Hg | 3/2− | |||
β+ (vzácný) | 185Tl | |||||||||
185 mPb | 60 (40) # keV | 4,07 (15) s | α | 181Hg | 13/2+ | |||||
β+ (vzácný) | 185Tl | |||||||||
186Pb | 82 | 104 | 185.984239(12) | 4,82 (3) s | α (56%) | 182Hg | 0+ | |||
β+ (44%) | 186Tl | |||||||||
187Pb | 82 | 105 | 186.983918(9) | 15.2 (3) s | β+ | 187Tl | (3/2−) | |||
α | 183Hg | |||||||||
187 mPb | 11 (11) keV | 18,3 odst. 3 písm | β+ (98%) | 187Tl | (13/2+) | |||||
α (2%) | 183Hg | |||||||||
188Pb | 82 | 106 | 187.980874(11) | 25,5 (1) s | β+ (91.5%) | 188Tl | 0+ | |||
α (8,5%) | 184Hg | |||||||||
188m1Pb | 2578,2 (7) keV | 830 (210) ns | (8−) | |||||||
188m2Pb | 2800 (50) keV | 797 (21) ns | ||||||||
189Pb | 82 | 107 | 188.98081(4) | 51 odst. 3 písm | β+ | 189Tl | (3/2−) | |||
189m1Pb | 40 (30) # keV | 50,5 (2,1) s | β+ (99.6%) | 189Tl | 13/2+ | |||||
α (0,4%) | 185Hg | |||||||||
189m2Pb | 2475 (30) # keV | 26 (5) us | (10)+ | |||||||
190Pb | 82 | 108 | 189.978082(13) | 71 odst. 1 písm | β+ (99.1%) | 190Tl | 0+ | |||
α (0,9%) | 186Hg | |||||||||
190m1Pb | 2614,8 (8) keV | 150 ns | (10)+ | |||||||
190m2Pb | 2618 (20) keV | 25 µs | (12+) | |||||||
190m3Pb | 2658.2 (8) keV | 7,2 (6) us | (11)− | |||||||
191Pb | 82 | 109 | 190.97827(4) | Min. 1,33 (8) | β+ (99.987%) | 191Tl | (3/2−) | |||
α (0,013%) | 187Hg | |||||||||
191 mPb | 20 (50) keV | 2,18 (8) min | β+ (99.98%) | 191Tl | 13/2(+) | |||||
α (0,02%) | 187Hg | |||||||||
192Pb | 82 | 110 | 191.975785(14) | 3,5 (1) min | β+ (99.99%) | 192Tl | 0+ | |||
α (0,0061%) | 188Hg | |||||||||
192m1Pb | 2581,1 (1) keV | 164 (7) ns | (10)+ | |||||||
192m2Pb | 2625,1 (11) keV | 1,1 (5) us | (12+) | |||||||
192m3Pb | 2743,5 (4) keV | 756 (21) ns | (11)− | |||||||
193Pb | 82 | 111 | 192.97617(5) | 5 minut | β+ | 193Tl | (3/2−) | |||
193m1Pb | 130 (80) # keV | 5,8 (2) min | β+ | 193Tl | 13/2(+) | |||||
193m2Pb | 2612,5 (5) + X keV | 135 (+ 25−15) ns | (33/2+) | |||||||
194Pb | 82 | 112 | 193.974012(19) | 12,0 (5) min | β+ (100%) | 194Tl | 0+ | |||
α (7,3 × 10−6%) | 190Hg | |||||||||
195Pb | 82 | 113 | 194.974542(25) | ~ 15 min | β+ | 195Tl | 3/2#- | |||
195m1Pb | 202,9 (7) keV | 15,0 (12) min | β+ | 195Tl | 13/2+ | |||||
195m2Pb | 1759.0 (7) keV | 10,0 (7) us | 21/2− | |||||||
196Pb | 82 | 114 | 195.972774(15) | 37 (3) min | β+ | 196Tl | 0+ | |||
α (3 × 10−5%) | 192Hg | |||||||||
196m1Pb | 1049,20 (9) keV | <100 ns | 2+ | |||||||
196m2Pb | 1738,27 (12) keV | <1 µs | 4+ | |||||||
196m3Pb | 1797,51 (14) keV | 140 (14) ns | 5− | |||||||
196m4Pb | 2693,5 (5) keV | 270 (4) ns | (12+) | |||||||
197Pb | 82 | 115 | 196.973431(6) | 8,1 (17) min | β+ | 197Tl | 3/2− | |||
197m1Pb | 319,31 (11) keV | 42,9 (9) min | β+ (81%) | 197Tl | 13/2+ | |||||
IT (19%) | 197Pb | |||||||||
α (3 × 10−4%) | 193Hg | |||||||||
197m2Pb | 1914.10 (25) keV | 1,15 (20) us | 21/2− | |||||||
198Pb | 82 | 116 | 197.972034(16) | 2,4 (1) h | β+ | 198Tl | 0+ | |||
198m1Pb | 2141.4 (4) keV | 4,19 (10) us | (7)− | |||||||
198m2Pb | 2231,4 (5) keV | 137 (10) ns | (9)− | |||||||
198m3Pb | 2820,5 (7) keV | 212 (4) ns | (12)+ | |||||||
199Pb | 82 | 117 | 198.972917(28) | 90 (10) min | β+ | 199Tl | 3/2− | |||
199m1Pb | 429,5 (27) keV | 12,2 (3) min | IT (93%) | 199Pb | (13/2+) | |||||
β+ (7%) | 199Tl | |||||||||
199m2Pb | 2563,8 (27) keV | 10,1 (2) us | (29/2−) | |||||||
200Pb | 82 | 118 | 199.971827(12) | 21,5 (4) h | β+ | 200Tl | 0+ | |||
201Pb | 82 | 119 | 200.972885(24) | 9,33 (3) h | EC (99%) | 201Tl | 5/2− | |||
β+ (1%) | 201Tl | |||||||||
201m1Pb | 629,14 (17) keV | 61 odst. 2 písm | 13/2+ | |||||||
201m2Pb | 2718,5 + X keV | 508 (5) ns | (29/2−) | |||||||
202Pb | 82 | 120 | 201.972159(9) | 5.25(28)×104 y | ES (99%) | 202Tl | 0+ | |||
α (1%) | 198Hg | |||||||||
202m1Pb | 2169,83 (7) keV | 3,53 (1) h | IT (90,5%) | 202Pb | 9− | |||||
EC (9,5%) | 202Tl | |||||||||
202m2Pb | 4142,9 (11) keV | 110 (5) ns | (16+) | |||||||
202m3Pb | 5345,9 (13) keV | 107 (5) ns | (19−) | |||||||
203Pb | 82 | 121 | 202.973391(7) | 51,873 (9) h | ES | 203Tl | 5/2− | |||
203m1Pb | 825,20 (9) keV | 6,21 (8) s | TO | 203Pb | 13/2+ | |||||
203m2Pb | 2949,47 (22) keV | 480 (7) ms | 29/2− | |||||||
203m3Pb | 2923,4 + X keV | 122 (4) ns | (25/2−) | |||||||
204Pb[č. 9] | 82 | 122 | 203.9730436(13) | Pozorovatelně stabilní[č. 10] | 0+ | 0.014(1) | 0.0104–0.0165 | |||
204m1Pb | 1274,00 (4) keV | 265 (10) ns | 4+ | |||||||
204m2Pb | 2185,79 (5) keV | 67,2 (3) min | 9− | |||||||
204m3Pb | 2264,33 (4) keV | 0,45 (+ 10–3) µs | 7− | |||||||
205Pb | 82 | 123 | 204.9744818(13) | 1.73(7)×107 y | ES | 205Tl | 5/2− | |||
205m1Pb | 2,329 (7) keV | 24,2 (4) us | 1/2− | |||||||
205m2Pb | 1013,839 (13) keV | 5,55 (2) ms | 13/2+ | |||||||
205m3Pb | 3195,7 (5) keV | 217 (5) ns | 25/2− | |||||||
206Pb[č. 9][č. 11] | Radium G. | 82 | 124 | 205.9744653(13) | Pozorovatelně stabilní[č. 12] | 0+ | 0.241(1) | 0.2084–0.2748 | ||
206m1Pb | 2200,14 (4) keV | 125 (2) us | 7− | |||||||
206m2Pb | 4027,3 (7) keV | 202 (3) ns | 12+ | |||||||
207Pb[č. 9][č. 13] | Actinium D | 82 | 125 | 206.9758969(13) | Pozorovatelně stabilní[č. 14] | 1/2− | 0.221(1) | 0.1762–0.2365 | ||
207 mPb | 1633,368 (5) keV | 806 (6) ms | TO | 207Pb | 13/2+ | |||||
208Pb[č. 15] | Thorium D | 82 | 126 | 207.9766521(13) | Pozorovatelně stabilní[č. 16] | 0+ | 0.524(1) | 0.5128–0.5621 | ||
208 mPb | 4895 (2) keV | 500 (10) ns | 10+ | |||||||
209Pb | 82 | 127 | 208.9810901(19) | 3,253 (14) h | β− | 209Bi | 9/2+ | Stopa[č. 17] | ||
210Pb | Radium D Radiolead Rádiový vodič | 82 | 128 | 209.9841885(16) | 22,3 (22) r | β− (100%) | 210Bi | 0+ | Stopa[č. 18] | |
α (1,9 × 10−6%) | 206Hg | |||||||||
210 mPb | 1278 (5) keV | 201 (17) ns | 8+ | |||||||
211Pb | Actinium B | 82 | 129 | 210.9887370(29) | 36,1 (2) min | β− | 211Bi | 9/2+ | Stopa[č. 19] | |
212Pb | Thorium B | 82 | 130 | 211.9918975(24) | 10,64 (1) h | β− | 212Bi | 0+ | Stopa[č. 20] | |
212 mPb | 1335 (10) keV | 6,0 (0,8) us | TO | 212Pb | (8+) | |||||
213Pb | 82 | 131 | 212.996581(8) | 10,2 (3) min | β− | 213Bi | (9/2+) | |||
214Pb | Radium B. | 82 | 132 | 213.9998054(26) | 26,8 (9) min | β− | 214Bi | 0+ | Stopa[č. 18] | |
214 mPb | 1420 (20) keV | 6,2 (0,3) us | TO | 212Pb | 8+# | |||||
215Pb | 82 | 133 | 215.004660(60) | 2,34 (0,19) min | β− | 215Bi | 9/2+# | |||
216Pb | 82 | 134 | 216.008030(210)# | 1,65 (0,2) min | β− | 216Bi | 0+ | |||
216 mPb | 1514 (20) keV | 400 (40) ns | TO | 216Pb | 8+# | |||||
217Pb | 82 | 135 | 217.013140(320)# | 20 (5) s | β− | 217Bi | 9/2+# | |||
218Pb | 82 | 136 | 218.016590(320)# | 15 odst. 7 písm | β− | 218Bi | 0+ |
- ^ mPb - 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 ).
- ^ 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.
- ^ A b # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN ).
- ^ A b C Použito v lead-lead dating
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 200Hg s poločas rozpadu přes 1,4 × 1020 let
- ^ Finále produkt rozpadu 4n + 2 řetěz rozpadu (dále jen Radium nebo uran )
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 202Hg s poločasem rozpadu nad 2,5 × 1021 let
- ^ Konečný produkt rozpadu řetězce rozpadu 4n + 3 ( Řada aktinia )
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 203Hg s poločasem rozpadu nad 1,9 × 1021 let
- ^ Konečný produkt rozpadu 4n řetězce rozpadu ( Thorium série )
- ^ Nejtěžší pozorovatelně stabilní nuklid, o kterém se předpokládá, že podléhá rozkladu α na 204Hg s poločas rozpadu přes 2,6 × 1021 let
- ^ Meziprodukt rozpadu produktu 237Np
- ^ A b středně pokročilí produkt rozpadu z 238U
- ^ středně pokročilí produkt rozpadu z 235U
- ^ středně pokročilí produkt rozpadu z 232Čt
Olovo-206
206Pb je posledním krokem v řetězci rozpadu 238U, „řada radia“ nebo „řada uranu“. V uzavřeném systému v průběhu času daná hmotnost 238U se bude rozpadat v řadě kroků, které vyvrcholí 206Pb. Výroba meziproduktů nakonec dosáhne rovnováhy (i když to trvá dlouho jako poločas rozpadu 234U je 245 500 let). Jakmile je dosaženo tohoto stabilizovaného systému, poměr 238U až 206Pb se bude trvale snižovat, zatímco vzájemné poměry ostatních meziproduktů zůstávají konstantní.
Jako většina radioizotopů nalezených v radiové sérii, 206Pb byl původně pojmenován jako variace radia, konkrétně radium G.. Je to produkt rozpadu obou 210Po (historicky nazýván radium F) od rozpad alfa a mnohem vzácnější 206Tl (radium EII) od rozpad beta.
Olovo-206 bylo navrženo pro použití v rychlý chovatel chladivo jaderného štěpného reaktoru nad použitím směsi přírodního olova (která zahrnuje i další stabilní izotopy olova) jako mechanismu k výraznému potlačení nežádoucí produkce vysoce radioaktivních vedlejších produktů.[6]
Olovo-204, -207 a -208
204Pb je úplně prvotní, a je tedy užitečný pro odhad podílu ostatních izotopů olova v daném vzorku, které jsou také prvotní, protože relativní podíly různých prvotních izotopů olova jsou všude konstantní.[7] Předpokládá se tedy, že veškerý přebytek -206, -207 a -208 je radiogenní v původu,[7] umožňující použití různých schémat datování uranu a thoria k odhadu stáří hornin (čas od jejich vzniku) na základě relativního množství olova-204 k jiným izotopům.
207Pb je konec série aktinia z 235U.
208Pb je konec thoria série z 232Čt. I když na většině míst na Zemi tvoří pouze přibližně polovinu složení olova, lze jej přirozeně najít v thoriových rudách až 90%.[8] 208Pb je nejtěžší známý stabilní izotop jakéhokoli prvku a také nejtěžší známý izotop dvojnásobná magie jádro, as Z = 82 a N = 126 odpovídá zavřenému jaderné granáty.[9] V důsledku této zvláště stabilní konfigurace došlo k zachycení neutronů průřez je velmi nízká (dokonce nižší než v deuterium v tepelném spektru), což je zajímavé pro olovem chlazené rychlé reaktory.
Reference
- ^ Meija a kol. 2016.
- ^ Jeter, Hewitt W. (březen 2000). „Stanovení věků posledních sedimentů pomocí měření stopové radioaktivity“ (PDF). Terra et Aqua (78): 21–28. Citováno 23. října 2019.
- ^ Takahashi, K; Boyd, R. N .; Mathews, G. J .; Yokoi, K. (říjen 1987). „Beta rozpad vázaného stavu vysoce ionizovaných atomů“. Fyzický přehled C.. 36 (4): 1522–1528. Bibcode:1987PhRvC..36.1522T. doi:10.1103 / PhysRevC.36.1522. ISSN 0556-2813. OCLC 1639677. PMID 9954244. Citováno 2016-11-20.
- ^ Poločas rozpadu, režim rozpadu, jaderný spin a izotopové složení pocházejí z:
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.
- ^ Khorasanov, G. L .; Ivanov, A. P .; Blokhin, A. I. (2002). Problém polonia v olověných chladivech rychlých reaktorů a jeden ze způsobů jeho řešení. 10. mezinárodní konference o jaderném inženýrství. str. 711–717. doi:10.1115 / ICONE10-22330.
- ^ A b Woods, G.D. (listopad 2014). Analýza izotopu olova: Odstranění izobarické interference 204Hg z 204Pb pomocí ICP-QQQ v režimu MS / MS (PDF) (Zpráva). Stockport, Velká Británie: Agilent Technologies.
- ^ A. Yu. Smirnov; V. D. Borisevič; A. Sulaberidze (červenec 2012). „Vyhodnocení specifických nákladů na získání izotopu olova-208 plynovými odstředivkami s použitím různých surovin“. Teoretické základy chemického inženýrství. 46 (4): 373–378. doi:10.1134 / S0040579512040161.
- ^ Blank, B .; Regan, P.H. (2000). „Magická a dvojnásobně magická jádra“. Zprávy o jaderné fyzice. 10 (4): 20–27. doi:10.1080/10506890109411553.
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.