Висмут-209

Висмут-209 ( ²⁰⁹ Bi) является изотоп из висмута с самым длинным известным периодом полураспада любого радиоактивного изотопа , который подвергается альфа-распада ( альфа - распад ). Он имеет 83 протона, магическое число 126 нейтронов и атомную массу 208,9803987 а.е.м. (атомные единицы массы). Первородный висмут полностью состоит из этого изотопа.

Свойства распада [ править ]

Долгое время считалось, что висмут-209 имеет самое тяжелое стабильное ядро ​​из всех элементов, но в 2003 году исследовательская группа из Института космической астрофизики в Орсе, Франция , обнаружила, что ²⁰⁹ Bi подвергается альфа-распаду с периодом полураспада примерно 19 exayears (1,9 × 10 ¹⁹ , приблизительно 19 квинтиллионов лет), что более чем в миллиард раз больше, чем нынешний оценочный возраст Вселенной . Самым тяжелым ядром, которое считается стабильным, в настоящее время является свинец-208, а самым тяжелым стабильным мононуклидным элементом является золото как изотоп ¹⁹⁷ Au .

Теория ранее предсказывала период полураспада 4,6 × 10 ¹⁹ лет. Событие распада производит альфа-частицу с энергией 3,14 МэВ и превращает атом в таллий-205 . ^{[2] [3]}

Висмут-209 в конечном итоге сформирует ²⁰⁵ Tl, если его не трогать:

²⁰⁹
₈₃Би
→ ²⁰⁵
₈₁Tl
+ ⁴
₂Он
^[4]

В случае возмущения он включился бы в цикл захвата нейтронов свинец-висмут от свинца-206/207/208 до висмута-209, несмотря на низкие сечения захвата. Даже в случае таллия-205, описанного выше, после полной ионизации он снова превращается в свинец.

Из-за чрезвычайно длительного периода полураспада почти для всех применений ²⁰⁹ Bi все еще можно рассматривать как нерадиоактивный. Его радиоактивность намного меньше, чем у человеческого тела, поэтому он не представляет серьезной опасности от излучения. Хотя ²⁰⁹ Bi является рекордсменом по периоду полураспада для альфа-распада, у висмута не самый длинный период полураспада из всех радионуклидов, обнаруженных экспериментально - это различие принадлежит теллуру- ¹²⁸ ( ¹²⁸ Te ) с периодом полураспада, оцененным в 7,7 × 10 ²⁴ года двойным β-распадом (двойным бета-распадом). ^[5]

Период полураспада висмута-209 был подтвержден в 2012 году итальянской командой в Гран-Сассо, которая сообщила, что(2,01 ± 0,08) × 10 ¹⁹ лет, а еще более длительный период полураспада для альфа-распада висмута-209 до первого возбужденного состояния таллия-205 при 204 кэВ, по оценкам, составляет 1,66 × 10 ²¹ года. ^[6] Несмотря на то, что это значение короче, чем измеренный период полураспада теллура-128, оба альфа-распада висмута-209 являются рекордом самой тонкой естественной ширины линии любого измеряемого физического возбуждения, соответственно оцененной в ΔΕ ~ 5.5 × 10 ⁻⁴³ эВ и ΔΕ ~ 1,3 · 10 ⁻⁴⁴ эВ в применении принципа неопределенности Гейзенберга ^[7] (двойной бета-распад будет давать энергетические линии только в безнейтринных переходах, что еще не наблюдалось).

Использует [ редактировать ]

210 Po можно получить путем бомбардировки ²⁰⁹ Bi нейтронами в ядерном реакторе. Ежегодно производитсявсего около 100 граммов ²¹⁰ Po. ^[8] Астатин также можно получить путем бомбардировки ²⁰⁹ Bi альфа-частицами.

Формирование [ править ]

В красных гигантских звезд в асимптотической ветви гигантов , то s-процесс (медленный процесс) продолжает производить висмут-209 и полоний-210 захвата нейтронов , как тяжелые элементы , которые будут сформированы, и последний быстро распадается. Все элементы тяжелее этого образуются в r-процессе , или быстром процессе, который происходит в течение первых пятнадцати минут сверхновых . ^[9]

См. Также [ править ]

• Изотопы висмута

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]