Izotopy technecia - Isotopes of technetium
 | tento článek potřebuje další citace pro ověření. (Květen 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Technecium (43Tc) je první ze dvou prvků lehčích než vizmut které nemají stabilní izotopy; druhý takový prvek je promethium.[1] Je primárně umělý a pouze stopová množství existující v přírodě produkují spontánní štěpení (existuje odhad 2.5×10−13 gramů 99Tc na gram smolinec )[2] nebo zachycení neutronů podle molybden. První izotopy, které se měly syntetizovat, byly 97Tc a 99Tc v roce 1936, první umělý prvek, který se vyrábí. Nejstabilnější radioizotopy jsou 97Tc (poločas rozpadu 4,21 milionu let), 98Tc (poločas rozpadu: 4,2 milionu let) a 99Tc (poločas: 211 100 let).[3][4]
Třicet tři dalších radioizotopů bylo charakterizováno atomové hmotnosti od 85Tc až 120Tc.[5] Většina z nich má poločasy, které jsou méně než hodinu; výjimky jsou 93Tc (poločas: 2,75 hodiny), 94Tc (poločas: 4 883 hodin), 95Tc (poločas: 20 hodin) a 96Tc (poločas: 4,28 dne).[6]
Technecium má také mnoho meta státy. 97 mTc je nejstabilnější s poločasem 91,0 dnů (0,097 MeV).[3] Poté následuje 95 mTc (poločas: 61 dní, 0,038 MeV) a 99mTc (poločas: 6,04 hodiny, 0,143 MeV). 99mTc pouze vyzařuje gama paprsky, následně se rozpadající na 99Tc.[6]
U izotopů lehčích než nejstabilnější izotop, 98Tc, primární režim rozpadu je elektronový záchyt na izotopy molybdenu. U těžších izotopů je primární režim emise beta na izotopy ruthenia, s tou výjimkou 100Tc se může rozpadat jak beta emisí, tak elektronovým záchytem.[6][7]
Technecium-99 je nejběžnějším a nejsnadněji dostupným izotopem, protože je hlavním štěpný produkt ze štěpení aktinidy jako uran a plutonium s výtěžek štěpného produktu 6% nebo více a ve skutečnosti nejvýznamnější štěpný produkt s dlouhou životností. Lehčí izotopy technecia se téměř nikdy nevyrábějí štěpením, protože počáteční štěpné produkty mají obvykle vyšší poměr neutronů / protonů, než je stabilní pro jejich hmotnostní rozsah, a proto podléhají rozpad beta dokud nedosáhnete konečného produktu. Beta rozpad štěpných produktů o hmotnosti 95–98 se zastaví ve stáji izotopy molybdenu těchto hmot a nedosahuje technecia. Pro hmotu 100 a větší jsou techneciové izotopy těchto hmot velmi krátké a rychle se rozpadají na beta izotopy ruthenia. Proto je technecium v vyhořelé jaderné palivo je prakticky vše 99Tc.
Jeden gram 99Tc vyrábí 6.2×108 dezintegrace za sekundu (tj. 0,62 GBq /G).[8]
Technecium nemá žádné stabilní nebo téměř stabilní izotopy, a proto a standardní atomová hmotnost nelze dát.
Seznam izotopů
| Nuklid [n 1] | Z | N | Izotopová hmota (Da ) [č. 2][č. 3] | Poločas rozpadu | Rozklad režimu [č. 4] | Dcera izotop [č. 5][č. 6] | Roztočit a parita [č. 7][č. 8] | Izotopový hojnost |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Budicí energie[č. 8] | ||||||||
| 85Tc | 43 | 42 | 84.94883(43)# | <110 ns | β+ | 85Mo | 1/2−# | |
| p | 84Mo | |||||||
| β+, str | 84Pozn | |||||||
| 86Tc | 43 | 43 | 85.94288(32)# | 55 (6) ms | β+ | 86Mo | (0+) | |
| 86mTc | 1 500 (150) keV | 1,11 (21) us | (5+, 5−) | |||||
| 87Tc | 43 | 44 | 86.93653(32)# | 2,18 (16) s | β+ | 87Mo | 1/2−# | |
| 87 mTc | 20 (60) # keV | 2 # s | 9/2+# | |||||
| 88Tc | 43 | 45 | 87.93268(22)# | 5,8 (2) s | β+ | 88Mo | (2, 3) | |
| 88 mTc | 0 (300) # keV | 6,4 (8) s | β+ | 88Mo | (6, 7, 8) | |||
| 89Tc | 43 | 46 | 88.92717(22)# | 12,8 (9) s | β+ | 89Mo | (9/2+) | |
| 89 mTc | 62,6 (5) keV | 12,9 (8) s | β+ | 89Mo | (1/2−) | |||
| 90Tc | 43 | 47 | 89.92356(26) | 8,7 odst. 2 písm | β+ | 90Mo | 1+ | |
| 90 mTc | 310 (390) keV | 49,2 (4) s | β+ | 90Mo | (8+) | |||
| 91Tc | 43 | 48 | 90.91843(22) | 3,14 (2) min | β+ | 91Mo | (9/2)+ | |
| 91 mTc | 139,3 (3) keV | 3,3 (1) min | β+ (99%) | 91Mo | (1/2)− | |||
| TO (1%) | 91Tc | |||||||
| 92Tc | 43 | 49 | 91.915260(28) | 4,25 (15) min | β+ | 92Mo | (8)+ | |
| 92 mTc | 270,15 (11) keV | 1,03 (7) us | (4+) | |||||
| 93Tc | 43 | 50 | 92.910249(4) | 2,75 (5) h | β+ | 93Mo | 9/2+ | |
| 93m1Tc | 391,84 (8) keV | 43,5 (10) min | IT (76,6%) | 93Tc | 1/2− | |||
| β+ (23.4%) | 93Mo | |||||||
| 93m2Tc | 2185,16 (15) keV | 10,2 (3) us | (17/2)− | |||||
| 94Tc | 43 | 51 | 93.909657(5) | 293 (1) min | β+ | 94Mo | 7+ | |
| 94 mTc | 75,5 (19) keV | 52,0 (10) min | β+ (99.9%) | 94Mo | (2)+ | |||
| IT (0,1%) | 94Tc | |||||||
| 95Tc | 43 | 52 | 94.907657(6) | 20,0 (1) h | β+ | 95Mo | 9/2+ | |
| 95 mTc | 38,89 (5) keV | 61 odst. 2 písm | β+ (96.12%) | 95Mo | 1/2− | |||
| IT (3,88%) | 95Tc | |||||||
| 96Tc | 43 | 53 | 95.907871(6) | 4,28 (7) d | β+ | 96Mo | 7+ | |
| 96 mTc | 34,28 (7) keV | 51,5 (10) min | IT (98%) | 96Tc | 4+ | |||
| β+ (2%) | 96Mo | |||||||
| 97Tc | 43 | 54 | 96.906365(5) | 4.21×106 A | ES | 97Mo | 9/2+ | |
| 97 mTc | 96,56 (6) keV | 91,0 (6) d | IT (99,66%) | 97Tc | 1/2− | |||
| ES (0,34%) | 97Mo | |||||||
| 98Tc | 43 | 55 | 97.907216(4) | 4.2×106 A | β− | 98Ru | (6)+ | |
| 98 mTc | 90,76 (16) keV | 14,7 (3) us | (2)− | |||||
| 99Tc[č. 9] | 43 | 56 | 98.9062547(21) | 2.111(12)×105 A | β− | 99Ru | 9/2+ | |
| 99mTc[č. 10] | 142,6832 (11) keV | 6,0067 (5) h | IT (99,99%) | 99Tc | 1/2− | |||
| β− (.0037%) | 99Ru | |||||||
| 100Tc | 43 | 57 | 99.9076578(24) | 15,8 (1) s | β− (99.99%) | 100Ru | 1+ | |
| EC (0,0018%) | 100Mo | |||||||
| 100m1Tc | 200,67 (4) keV | 8,32 (14) us | (4)+ | |||||
| 100m2Tc | 243,96 (4) keV | 3,2 (2) us | (6)+ | |||||
| 101Tc | 43 | 58 | 100.907315(26) | 14,22 (1) min | β− | 101Ru | 9/2+ | |
| 101 mTc | 207,53 (4) keV | 636 (8) us | 1/2− | |||||
| 102Tc | 43 | 59 | 101.909215(10) | 5,28 (15) s | β− | 102Ru | 1+ | |
| 102 mTc | 20 (10) keV | 4,35 (7) min | β− (98%) | 102Ru | (4, 5) | |||
| IT (2%) | 102Tc | |||||||
| 103Tc | 43 | 60 | 102.909181(11) | 54,2 (8) s | β− | 103Ru | 5/2+ | |
| 104Tc | 43 | 61 | 103.91145(5) | 18,3 (3) min | β− | 104Ru | (3+)# | |
| 104m1Tc | 69,7 (2) keV | 3,5 (3) us | 2(+) | |||||
| 104m2Tc | 106,1 (3) keV | 0,40 (2) us | (+) | |||||
| 105Tc | 43 | 62 | 104.91166(6) | 7,6 (1) min | β− | 105Ru | (3/2−) | |
| 106Tc | 43 | 63 | 105.914358(14) | 35,6 (6) s | β− | 106Ru | (1, 2) | |
| 107Tc | 43 | 64 | 106.91508(16) | 21.2 odst. 2 písm | β− | 107Ru | (3/2−) | |
| 107 mTc | 65,7 (10) keV | 184 (3) ns | (5/2−) | |||||
| 108Tc | 43 | 65 | 107.91846(14) | 5,17 (7) s | β− | 108Ru | (2)+ | |
| 109Tc | 43 | 66 | 108.91998(10) | 860 (40) ms | β− (99.92%) | 109Ru | 3/2−# | |
| β−, n (.08%) | 108Ru | |||||||
| 110Tc | 43 | 67 | 109.92382(8) | 0,92 (3) s | β− (99.96%) | 110Ru | (2+) | |
| β−, n (0,04%) | 109Ru | |||||||
| 111Tc | 43 | 68 | 110.92569(12) | 290 (20) ms | β− (99.15%) | 111Ru | 3/2−# | |
| β−, n (0,85%) | 110Ru | |||||||
| 112Tc | 43 | 69 | 111.92915(13) | 290 (20) ms | β− (97.4%) | 112Ru | 2+# | |
| β−, n (2,6%) | 111Ru | |||||||
| 113Tc | 43 | 70 | 112.93159(32)# | 170 (20) ms | β− | 113Ru | 3/2−# | |
| 114Tc | 43 | 71 | 113.93588(64)# | 150 (30) ms | β− | 114Ru | 2+# | |
| 115Tc | 43 | 72 | 114.93869(75)# | 100 # ms [> 300 ns] | β− | 115Ru | 3/2−# | |
| 116Tc | 43 | 73 | 115.94337(75)# | 90 # ms [> 300 ns] | 2+# | |||
| 117Tc | 43 | 74 | 116.94648(75)# | 40 # ms [> 300 ns] | 3/2−# | |||
| 118Tc | 43 | 75 | 117.95148(97)# | 30 # ms [> 300 ns] | 2+# | |||
- ^ mTc - 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 n: Emise neutronů 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.
- ^ A b # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN ).
- ^ Produkt štěpení s dlouhou životností
- ^ Používá se v medicíně
Stabilita izotopů technecia
Technecium a promethium jsou neobvyklé světelné prvky v tom, že nemají stabilní izotopy. Za použití model kapky kapaliny pro atomová jádra lze odvodit semiempirický vzorec pro vazebnou energii jádra. Tento vzorec předpovídá „údolí stability beta „podél kterého nuklidy nepodstupujte rozpad beta. Nuklidy, které leží „na stěnách“ údolí, mají tendenci se rozpadat rozpadem beta směrem ke středu (emitováním elektronu, emitováním pozitron nebo zachycení elektronu). Pro stálý počet nukleonů A, vazebné energie leží na jedné nebo více paraboly s nejstabilnějším nuklidem na dně. Jeden může mít více než jednu parabolu, protože izotopy se sudým počtem protonů a sudým počtem neutronů jsou stabilnější než izotopy s lichým počtem neutronů a lichým počtem protonů. Jediný rozpad beta pak transformuje jeden do druhého. Pokud existuje pouze jedna parabola, může na této parabole ležet pouze jeden stabilní izotop. Pokud existují dvě paraboly, tj. Pokud je počet nukleonů sudý, může se stát (zřídka), že existuje stabilní jádro s lichým počtem neutronů a lichým počtem protonů (i když k tomu dochází pouze ve čtyřech případech: 2H, 6Li, 10B, a 14N ). Pokud k tomu však dojde, nemůže existovat stabilní izotop se sudým počtem neutronů a sudým počtem protonů. (vidět Stabilní izobary beta-rozpadu )
Pro technecium (Z = 43), údolí stability beta je soustředěno kolem 98 nukleonů. Pro každý počet nukleonů od 94 do 102 však již existuje alespoň jeden stabilní nuklid obou molybden (Z = 42) nebo ruthenium (Z = 44) a Mattauchovo pravidlo isobar uvádí, že dva sousedící isobary nemohou být oba stabilní.[9] U izotopů s lichým počtem nukleonů to okamžitě vylučuje stabilní izotop technecia, protože může existovat pouze jeden stabilní nuklid se stálým lichým počtem nukleonů. U izotopů se sudým počtem nukleonů, protože technecium má lichý počet protonů, musí mít jakýkoli izotop také lichý počet neutronů. V takovém případě přítomnost stabilního nuklidu se stejným počtem nukleonů a sudým počtem protonů vylučuje možnost stabilního jádra.[9][10]
Izotop technecium-97 se rozpadá pouze elektronovým záchytem a mohl by být inhibován z radioaktivního rozpadu jeho úplnou ionizací.[11]
Reference
- ^ „Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)“ (PDF). IUPAC. p. 1059 (13). Citováno 11. srpna 2014. - Prvky označené * nemají stabilní izotop: 43, 61 a 83 a vyšší.
- ^ Icenhower, J.P .; Martin, W. J.; Qafoku, N.P .; Zachara, J.M. (2008). Geochemie technecia: Souhrn chování umělého prvku v přírodním prostředí (zpráva). Pacific Northwest National Laboratory: americké ministerstvo energetiky. p. 2.1.
- ^ A b "Livechart - Tabulka nuklidů - Jaderná struktura a data rozpadu". www-nds.iaea.org. Citováno 2017-11-18.
- ^ „Nubase 2016“. NDS IAEA. 2017. Citováno 18. listopadu 2017.
- ^ Národní jaderné datové centrum. "Databáze NuDat 2.x". Brookhaven National Laboratory.
- ^ A b C „Technecium“. EnvironmentalChemistry.com.
- ^ 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.
- ^ Encyklopedie chemických prvků, str. 693, „Toxikologie“, odstavec 2
- ^ A b Johnstone, E.V .; Yates, M. A.; Poineau, F .; Sattelberger, A.P .; Czerwinski, K.R. (2017). „Technecium, první radioelement v periodické tabulce“. Journal of Chemical Education. 94 (3): 320–326. doi:10.1021 / acs.jchemed.6b00343. OSTI 1368098.
- ^ Radiochemistry and Nuclear Chemistry
- ^ 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.
- 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.
- Data poločasu, rotace a izomeru jsou vybrána 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
- 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.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
