Izotopy tantalu - Isotopes of tantalum
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standardní atomová hmotnost Ar, standardní(Ta) |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Přírodní tantal (73Ta) se skládá ze dvou stájí izotopy: 181Ta (99,988%) a 180 m
Ta
(0.012%).
Existuje také 35 známých umělých radioizotopy, z nichž jsou nejdelší 179Ta s poločasem rozpadu 1,82 roku, 182Ta s poločasem rozpadu 114,43 dnů, 183Ta s poločasem rozpadu 5,1 dne a 177Ta s poločasem 56,56 hodin. Všechny ostatní izotopy mají poločasy rozpadu za den, většinou za hodinu. Existuje také řada izomerů, z nichž nejstabilnější (jiné než 180 mTa) je 178m1Ta s poločasem rozpadu 2,36 hodiny.
Tantal byl navržen jako „solení "materiál pro nukleární zbraně (kobalt je další, lépe známý solicí materiál). Bunda z 181Ta, ozářená intenzivním vysokoenergetickým tokem neutronů z explodující termonukleární zbraně, by se přeměnila na radioaktivní izotop 182
Ta
s poločas rozpadu 114,43 dnů a produkují přibližně 1,12MeV z gama záření, což značně zvyšuje radioaktivitu zbraně vypadnout několik měsíců. Není známo, že by taková zbraň byla někdy vyrobena, testována nebo použita.[2]
Seznam izotopů
| Nuklid [n 1] | Z | N | Izotopová hmota (Da ) [č. 2][č. 3] | Poločas rozpadu [č. 4] | Rozklad režimu [č. 5] | Dcera izotop [č. 6][č. 7] | Roztočit a parita [č. 8][č. 4] | Přirozená hojnost (molární zlomek) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Budicí energie[č. 4] | Normální poměr | Rozsah variací | |||||||
| 155 Ta | 73 | 82 | 154.97459(54)# | 13 (4) us [12 (+ 4−3) µs] | (11/2−) | ||||
| 156 Ta | 73 | 83 | 155.97230(43)# | 144 (24) ms | β+ (95.8%) | 156Hf | (2−) | ||
| p (4.2%) | 155Hf | ||||||||
| 156 m Ta | 102 (7) keV | 0,36 (4) s | p | 155Hf | 9+ | ||||
| 157 Ta | 73 | 84 | 156.96819(22) | 10,1 (4) ms | α (91%) | 153Lu | 1/2+ | ||
| β+ (9%) | 157Hf | ||||||||
| 157m1 Ta | 22 (5) keV | 4,3 (1) ms | 11/2− | ||||||
| 157m2 Ta | 1593 (9) keV | 1,7 (1) ms | α | 153Lu | (25/2−) | ||||
| 158 Ta | 73 | 85 | 157.96670(22)# | 49 (8) ms | α (96%) | 154Lu | (2−) | ||
| β+ (4%) | 158Hf | ||||||||
| 158 m Ta | 141 (9) keV | 36,0 (8) ms | α (93%) | 154Lu | (9+) | ||||
| TO | 158Ta | ||||||||
| β+ | 158Hf | ||||||||
| 159 Ta | 73 | 86 | 158.963018(22) | 1,04 (9) s | β+ (66%) | 159Hf | (1/2+) | ||
| α (34%) | 155Lu | ||||||||
| 159 m Ta | 64 (5) keV | 514 (9) ms | α (56%) | 155Lu | (11/2−) | ||||
| β+ (44%) | 159Hf | ||||||||
| 160 Ta | 73 | 87 | 159.96149(10) | 1,70 (20) s | α | 156Lu | (2#)− | ||
| β+ | 160Hf | ||||||||
| 160 m Ta | 310 (90) # keV | 1,55 (4) s | β+ (66%) | 160Hf | (9)+ | ||||
| α (34%) | 156Lu | ||||||||
| 161 Ta | 73 | 88 | 160.95842(6)# | 3 # s | β+ (95%) | 161Hf | 1/2+# | ||
| α (5%) | 157Lu | ||||||||
| 161 m Ta | 50 (50) # keV | 2,89 (12) s | 11/2−# | ||||||
| 162 Ta | 73 | 89 | 161.95729(6) | 3,57 (12) s | β+ (99.92%) | 162Hf | 3+# | ||
| α (0,073%) | 158Lu | ||||||||
| 163 Ta | 73 | 90 | 162.95433(4) | 10,6 (18) s | β+ (99.8%) | 163Hf | 1/2+# | ||
| α (0,2%) | 159Lu | ||||||||
| 164 Ta | 73 | 91 | 163.95353(3) | 14.2 (3) s | β+ | 164Hf | (3+) | ||
| 165 Ta | 73 | 92 | 164.950773(19) | 31,0 (15) s | β+ | 165Hf | 5/2−# | ||
| 165 metrů Ta | 60 (30) keV | 9/2−# | |||||||
| 166 Ta | 73 | 93 | 165.95051(3) | 34,4 (5) s | β+ | 166Hf | (2)+ | ||
| 167 Ta | 73 | 94 | 166.94809(3) | Min. 1,33 (7) | β+ | 167Hf | (3/2+) | ||
| 168 Ta | 73 | 95 | 167.94805(3) | 2,0 (1) min | β+ | 168Hf | (2−,3+) | ||
| 169 Ta | 73 | 96 | 168.94601(3) | 4,9 (4) min | β+ | 169Hf | (5/2+) | ||
| 170 Ta | 73 | 97 | 169.94618(3) | 6,76 (6) min | β+ | 170Hf | (3)(+#) | ||
| 171 Ta | 73 | 98 | 170.94448(3) | 23,3 (3) min | β+ | 171Hf | (5/2−) | ||
| 172 Ta | 73 | 99 | 171.94490(3) | 36,8 (3) min | β+ | 172Hf | (3+) | ||
| 173 Ta | 73 | 100 | 172.94375(3) | 3,14 (13) h | β+ | 173Hf | 5/2− | ||
| 174 Ta | 73 | 101 | 173.94445(3) | 1,14 (8) h | β+ | 174Hf | 3+ | ||
| 175 Ta | 73 | 102 | 174.94374(3) | 10,5 (2) h | β+ | 175Hf | 7/2+ | ||
| 176 Ta | 73 | 103 | 175.94486(3) | 8,09 (5) h | β+ | 176Hf | (1)− | ||
| 176m1 Ta | 103,0 (10) keV | 1,1 (1) ms | TO | 176Ta | (+) | ||||
| 176m2 Ta | 1372,6 (11) + X keV | 3,8 (4) us | (14−) | ||||||
| 176m3 Ta | 2820 (50) keV | 0,97 (7) ms | (20−) | ||||||
| 177 Ta | 73 | 104 | 176.944472(4) | 56,56 (6) h | β+ | 177Hf | 7/2+ | ||
| 177m1 Ta | 73,36 (15) keV | 410 (7) ns | 9/2− | ||||||
| 177m2 Ta | 186,15 (6) keV | 3,62 (10) us | 5/2− | ||||||
| 177m3 Ta | 1355.01 (19) keV | 5,31 (25) us | 21/2− | ||||||
| 177m4 Ta | 4656,3 (5) keV | 133 (4) us | 49/2− | ||||||
| 178 Ta | 73 | 105 | 177.945778(16) | 9,31 (3) min | β+ | 178Hf | 1+ | ||
| 178m1 Ta | 100 (50) # keV | 2,36 (8) h | β+ | 178Hf | (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) r | ES | 179Hf | 7/2+ | ||
| 179m1 Ta | 30,7 (1) keV | 1,42 (8) us | (9/2)− | ||||||
| 179m2 Ta | 520,23 (18) keV | 335 (45) ns | (1/2)+ | ||||||
| 179m3 Ta | 1252,61 (23) keV | 322 (16) ns | (21/2−) | ||||||
| 179m4 Ta | 1317,3 (4) keV | 9,0 (2) ms | TO | 179Ta | (25/2+) | ||||
| 179m5 Ta | 1327,9 (4) keV | 1,6 (4) us | (23/2−) | ||||||
| 179m6 Ta | 2639,3 (5) keV | 54,1 (17) ms | (37/2+) | ||||||
| 180 Ta | 73 | 107 | 179.9474648(24) | 8,152 (6) h | ES (86%) | 180Hf | 1+ | ||
| β− (14%) | 180Ž | ||||||||
| 180m1 Ta | 77,1 (8) keV | Pozorovatelně stabilní[č. 9][č. 10] | 9− | 1.2(2)×10−4 | |||||
| 180m2 Ta | 1452,40 (18) keV | 31,2 (14) us | 15− | ||||||
| 180m3 Ta | 3679,0 (11) keV | 2,0 (5) us | (22−) | ||||||
| 180m4 Ta | 4171,0 + X keV | 17 (5) us | (23, 24, 25) | ||||||
| 181 Ta | 73 | 108 | 180.9479958(20) | Pozorovatelně stabilní[č. 11] | 7/2+ | 0.99988(2) | |||
| 181m1 Ta | 6,238 (20) keV | 6,05 (12) us | 9/2− | ||||||
| 181m2 Ta | 615,21 (3) keV | 18 (1) us | 1/2+ | ||||||
| 181m3 Ta | 1485 (3) keV | 25 (2) us | 21/2− | ||||||
| 181m4 Ta | 2230 (3) keV | 210 (20) us | 29/2− | ||||||
| 182 Ta | 73 | 109 | 181.9501518(19) | 114,43 (3) d | β− | 182Ž | 3− | ||
| 182m1 Ta | 16,263 (3) keV | 283 (3) ms | TO | 182Ta | 5+ | ||||
| 182m2 Ta | 519,572 (18) keV | 15,84 (10) min | 10− | ||||||
| 183 Ta | 73 | 110 | 182.9513726(19) | 5.1 (1) d | β− | 183Ž | 7/2+ | ||
| 183 m Ta | 73,174 (12) keV | 107 (11) ns | 9/2− | ||||||
| 184 Ta | 73 | 111 | 183.954008(28) | 8,7 (1) h | β− | 184Ž | (5−) | ||
| 185 Ta | 73 | 112 | 184.955559(15) | 49,4 (15) min | β− | 185Ž | (7/2+)# | ||
| 185 m Ta | 1308 (29) keV | > 1 ms | (21/2−) | ||||||
| 186 Ta | 73 | 113 | 185.95855(6) | 10,5 (3) min | β− | 186Ž | (2−,3−) | ||
| 186 m Ta | Min. 1,54 (5) | ||||||||
| 187 Ta | 73 | 114 | 186.96053(21)# | 2 # min [> 300 ns] | β− | 187Ž | 7/2+# | ||
| 188 Ta | 73 | 115 | 187.96370(21)# | 20 # s [> 300 ns] | β− | 188Ž | |||
| 189 Ta | 73 | 116 | 188.96583(32)# | 3 # s [> 300 ns] | 7/2+# | ||||
| 190 Ta | 73 | 117 | 189.96923(43)# | 0,3 # s | |||||
- ^ mTa - 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 ).
- ^ 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 p: Protonová emise - ^ 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.
- ^ Pouze známý pozorovatelně stabilní jaderný izomer, o kterém se předpokládá, že se rozpadne izomerním přechodem na 180Ta, β− rozpadnout se na 180Žnebo elektronový záchyt do 180Hf s poločasem rozpadu nad 4,5 × 1016 let
- ^ Jedna z mála stájí lichá-lichá jádra
- ^ Věřil, že podstoupí rozpad α na 177Lu
Tantal - 180 metrů
Nuklid 180 m
Ta
(m označuje a metastabilní stát) má dostatek energie k rozpadu třemi způsoby: izomerní přechod do základní stav z 180
Ta
, rozpad beta na 180
Ž
, a elektronový záchyt na 180
Hf
. Žádná radioaktivita z žádného režimu rozpadu tohoto jaderný izomer kdy byla pozorována. Pouze jeho spodní hranice poločas rozpadu z více než 1015 let byla stanovena pozorováním. Velmi pomalý rozpad 180 m
Ta
je přičítán jeho vysoké rotaci (9 jednotek) a nízké rotaci nižších stavů. Gamma nebo beta rozpad by vyžadoval odstranění mnoha jednotek momentu hybnosti v jednom kroku, takže proces by byl velmi pomalý.[3]
Velmi neobvyklá povaha 180 mTa spočívá v tom, že základní stav tohoto izotopu je méně stabilní než izomer. Tento jev je vystaven v vizmut-210m (210 mBi) a americium - 242 m (242 mAm), mimo jiné nuklidy. 180
Ta
má poločas pouze 8 hodin. 180 m
Ta
je jediný přirozeně se vyskytující jaderný izomer (s výjimkou radiogenních a kosmogenních krátkodobých nuklidů). Je také nejvzácnější prvotní nuklid ve vesmíru pozorováno pro jakýkoli prvek, který má nějaké stabilní izotopy. V s-proces hvězdné prostředí s tepelnou energií k T = 26 keV (tj. teplota 300 milionů kelvinů) se očekává, že jaderné izomery budou plně tepelně upraveny, což znamená 180Předpokládá se, že Ta rychle přechází mezi stavy rotace a jejím celkovým poločasem rozpadu je 11 hodin.[4]
Ke dni 3. Října 2016 je poločas rozpadu 180 mTa se počítá z experimentálního pozorování jako nejméně 4.5×1016 (45 kvadrillion) let.[5][6]
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.
- ^ D. T. Win; M. Al Masum (2003). "Zbraně hromadného ničení" (PDF). Předpoklad University Journal of Technology. 6 (4): 199–219.
- ^ Kvantová mechanika pro inženýry Leon van Dommelen, Florida State University
- ^ P. Mohr, F. Kaeppeler a R. Gallino (2007). „Přežití nejvzácnějšího izotopu přírody 180Ta za hvězdných podmínek“. Phys. Rev.. 75: 012802. arXiv:astro-ph / 0612427. doi:10.1103 / PhysRevC.75.012802.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Conover, Emily (03.10.2016). „Nejvzácnější jádro, které se zdráhá rozpadat“. Citováno 2016-10-05.
- ^ Lehnert, Björn; Hult, Mikael; Lutter, Guillaume; Zuber, Kai (2017). „Hledejte rozpad nejvzácnějšího izotopu přírody 180 mTa ". Fyzický přehled C.. 95 (4): 044306. arXiv:1609.03725. Bibcode:2017PhRvC..95d4306L. doi:10.1103 / PhysRevC.95.044306.
- 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.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
