Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Йод-129,  129 I
Общий
Символ129 Я
Именайод-129, И-129
Протоны53
Нейтронов76
Данные о нуклидах
Природное изобилиеСлед
Период полураспада1,57 × 10 7 лет [1]
Продукты распада129 Xe
Изотопная масса128.904984 [2] u
Вращение7/2 +
Режимы распада
Режим распадаЭнергия распада ( МэВ )
β -1,89
Изотопы йода
Полная таблица нуклидов

Йод-129 ( 129 I) является долгоживущий радиоактивный изотоп из йода , который происходит естественным образом , но и представляет особый интерес в мониторинге и последствий техногенных ядерного деления продуктов распада, где он служит и трассирующими и потенциального радиологического загрязнителя.

Формирование и распад [ править ]

Долгоживущие продукты деления
Нуклидт 1 / 2Урожай
Энергия распада [a 1]
Режим распада
( Ма )(%) [a 2]( кэВ )
99 Тс0,2116,1385294β
126 Sn0,2300,10844050 [a 3]β γ
79 Se0,3270,0447151β
93 Zr1,535,457591βγ
135 Cs2.36.9110 [a 4]269β
107 Pd6.51,249933β
129 Я15,70,8410194βγ
  1. ^ Энергия распада делится между β, нейтрино и γ, если таковые имеются.
  2. ^ За 65 делений тепловыми нейтронами U-235 и 35 делений Pu-239.
  3. ^ Имеет энергию распада 380 кэВ,
    но продукт распада Sb-126 имеет энергию распада 3,67 МэВ.
  4. ^ Ниже в тепловом реакторе, потому что предшественник поглощает нейтроны.

129 I - один из семи долгоживущих продуктов деления . Это в первую очередь формируется из деления из урана и плутония в ядерных реакторах . Значительные количества были выброшены в атмосферу в результате испытаний ядерного оружия в 1950-х и 1960-х годах.

Он также естественным образом вырабатывается в небольших количествах, из - за спонтанное деление из природного урана , с помощью космических лучей расщепления уровней следовых ксенона в атмосфере, и космическими лучи мюонов поразительного теллура -130. [3] [4]

129 I распадается с периодом полураспада 15,7 миллионов лет, с низкоэнергетическим бета- и гамма- излучением, до ксенона-129 ( 129 Xe). [5]

Продукт деления [ править ]

Актиниды и продукты деления по периоду полураспада
  • v
  • т
  • е
Актиниды [6] по цепочке распадаПериод полураспада
( а )		Продукты деления из 235 U по доходности [7]
4 п4 п +14 п +24 п +3
4,5–7%0,04–1,25%<0,001%
228 Ра№4–6 а†155 Euþ
244 смƒ241 Puƒ250 кф227 Ас№10–29 а90 Sr85 кр113м кдþ
232 Uƒ238 Puƒ243 смƒ29–97 а137 Cs151 смþ121 м Sn
248 кн [8]249 Cfƒ242m Amƒ141–351 а

Никакие продукты деления не
имеют период полураспада
в диапазоне
100–210 тыс. Лет.

241 Amƒ251 Cfƒ [9]430–900 а
226 Ra№247 Bk1,3–1,6 тыс. Лет назад
240 Pu229 Чт246 смƒ243 Amƒ4,7–7,4 тыс. Лет
245 смƒ250 см8,3–8,5 тыс. Лет
239 Puƒ24,1 тыс. Лет назад
230 Чт№231 Па№32–76 тыс. Лет назад
236 Npƒ233 Uƒ234 У№150–250 тыс. Лет назад‡99 Tc₡126 Sn
248 см242 Pu327–375 тыс. Лет назад79 Se₡
1,53 млн лет93 Zr
237 Npƒ2,1–6,5 млн лет135 Cs₡107 Pd
236 U247 смƒ15–24 млн лет129 I₡
244 Pu80 млн лет

... не более 15,7 млн ​​лет [10]

232 Чт№238 У№235 Uƒ№0,7–14,1 млрд лет

Легенда для верхнего индекса символов
₡ имеет тепловой захват нейтронов поперечного сечение в диапазоне 8-50 барн
ƒ  делящегося
м  метастабильного изомер
№ прежде всего в природе радиоактивных материалов (NORM)
þ  нейтронных яда (захват тепловых нейтронов поперечного сечения больше , чем 3k барн)
† диапазон 4–97 a: Средноживущий продукт деления
‡ более 200 тыс. Лет назад : Долгоживущий продукт деления

Выход ,% на деление [11]
ТепловойБыстрый14 МэВ
232 Чтне делящийся0,431 ± 0,0891,68 ± 0,33
233 U1,63 ± 0,261,73 ± 0,243,01 ± 0,43
235 U0,706 ± 0,0321,03 ± 0,261,59 ± 0,18
238 Uне делящийся0,622 ± 0,0341,66 ± 0,19
239 Pu1,407 ± 0,0861,31 ± 0,13?
241 Pu1,28 ± 0,361,67 ± 0,36?

129 I - один из семи долгоживущих продуктов деления , которые производятся в значительных количествах. Его выход составляет 0,706% в делении 235 U . [11] Более крупные пропорции других йода изотопы , такие как 131 I получают, а потому , что все они имеют короткие периоды полураспада, йод в охлажденном отработанного ядерного топлива состоит из примерно 5 / 6  129 I и 1 / 6 единственного стабильного йода изотоп, 127 I.

Поскольку 129 I является долгоживущим и относительно мобильным в окружающей среде, он имеет особое значение при долгосрочном обращении с отработавшим ядерным топливом. В глубоком геологическом хранилище необработанного отработанного топлива 129 I, вероятно, будет радионуклидом с наибольшим потенциальным воздействием в течение длительного времени.

Так как 129 я имеет умеренное поглощение нейтронов поперечное сечение 30  барн , [12] , и является относительно неразбавленной с помощью других изотопов одного и того же элемента, что в настоящее время изучается для утилизации путем ядерного превращения путем повторного облучения нейтронами [13] или с помощью мощные лазеры. [14]

Приложения [ править ]

Датирование возраста подземных вод [ править ]

129 I преднамеренно не производится для каких-либо практических целей. Однако его длительный период полураспада и его относительная мобильность в окружающей среде сделали его полезным для множества приложений для знакомств. Сюда входит определение очень старых вод на основе количества природного 129 I или продукта его распада 129 Xe, а также определение более молодых подземных вод по повышенным антропогенным уровням 129 I с 1960-х годов. [15] [16] [17]

Возраст метеорита [ править ]

См. Также: Радиометрическое датирование § Хронометр 129 I– 129 Xe

В 1960 году физик Джон Х. Рейнольдс обнаружил, что некоторые метеориты содержат изотопную аномалию в виде избытка 129 Xe. Он предположил, что это должен быть продукт распада давно распавшегося радиоактивного вещества 129 I. Этот изотоп в больших количествах вырабатывается в природе только при взрывах сверхновых . Поскольку с астрономической точки зрения период полураспада 129 I сравнительно невелик, это продемонстрировало, что между сверхновой и моментом, когда метеориты затвердевают и захватывают 129 I, прошло очень короткое время. Эти два события (сверхновая звезда и затвердевание газового облака) ) предполагалось, что это произошло в раннюю историюСолнечная система , поскольку изотоп 129 I, вероятно, был образован до образования Солнечной системы, но не задолго до этого, и засеял изотопы солнечного газового облака изотопами из второго источника. Этот источник сверхновой также мог вызвать коллапс солнечного газового облака. [18] [19]

См. Также [ править ]

  • Изотопы йода
  • Йод в биологии
  • Ксенон тетрахлорид

Ссылки [ править ]

  1. ^ Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
  2. ^ Ван, М .; Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Хуанг, WJ; Naimi, S .; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030003-1–030003-442. DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030003 .
  3. Перейти ↑ Edwards, RR (1962). «Йод-129: его присутствие в природе и его полезность в качестве индикатора». Наука . 137 (3533): 851–853. Bibcode : 1962Sci ... 137..851E . DOI : 10.1126 / science.137.3533.851 . PMID 13889314 . S2CID 38276819 .  
  4. ^ "Радиоактивные вещества, пропавшие без вести с Земли" .
  5. ^ http://www.nndc.bnl.gov/chart/decaysearchdirect.jsp?nuc=129I&unc=nds , NNDC Chart of Nuclides, I-129 Decay Radiation, по состоянию на 16 декабря 2012 г.
  6. ^ Плюс радий (элемент 88). Хотя на самом деле он является субактинидом, он непосредственно предшествует актинию (89) и следует за трехэлементным промежутком нестабильности после полония (84), где нет нуклидов с периодом полураспада не менее четырех лет (самый долгоживущий нуклид в промежутке - радон-222 с периодом полураспада менее четырех суток ). Самый долгоживущий изотоп радия, 1600 лет, поэтому заслуживает включения этого элемента в этот список.
  7. ^ В частности, отделения U-235 тепловыми нейтронами , например, в типичном ядерном реакторе .
  8. ^ Milsted, J .; Фридман, AM; Стивенс, CM (1965). «Альфа-период полураспада берклия-247; новый долгоживущий изомер берклия-248». Ядерная физика . 71 (2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . DOI : 10.1016 / 0029-5582 (65) 90719-4 .
    «Изотопные анализы выявили вид с массой 248 в постоянной численности в трех образцах, проанализированных в течение примерно 10 месяцев. Это было приписано изомеру Bk 248 с периодом полураспада более 9 [лет]. Рост Cf не наблюдался. 248 , и нижний предел для β - периода полураспада может быть установлен на уровне примерно 10 4 [лет]. Альфа-активность, связанная с новым изомером, не обнаружена; период полураспада альфа, вероятно, превышает 300 [лет] ]. "
  9. ^ Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до " моря нестабильности ".
  10. ^ Исключая " классически стабильные " нуклиды с периодом полураспада, значительно превышающим 232 Th; например, в то время как 113m Cd имеет период полураспада всего четырнадцать лет, период полураспада 113 Cd составляет почти восемь квадриллионов лет.
  11. ^ a b http://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Кумулятивные выходы деления, МАГАТЭ
  12. ^ http://www.nndc.bnl.gov/chart/reColor.jsp?newColor=sigg , Таблица нуклидов NNDC, I-129 Сечение захвата тепловых нейтронов, по состоянию на 16 декабря 2012 г.
  13. ^ Роулинз, JA; и другие. (1992). «Разделение и трансмутация долгоживущих продуктов деления» . Труды Международной конференции по обращению с высокоактивными отходами . Лас-Вегас, США. ОСТИ 5788189 . 
  14. ^ Magill, J .; Schwoerer, H .; Эвальд, Ф .; Galy, J .; Schenkel, R .; Зауэрбрей Р. (2003). «Лазерная трансмутация йода-129». В прикладной физике . 77 (4): 387–390. Bibcode : 2003ApPhB..77..387M . DOI : 10.1007 / s00340-003-1306-4 . S2CID 121743855 . 
  15. ^ Уотсон, Дж. Трок; Роу, Дэвид К .; Селенков, Герберт А. (1 января 1965 г.). «Йод-129 как нерадиоактивный индикатор». Радиационные исследования . 26 (1): 159–163. Bibcode : 1965RadR ... 26..159W . DOI : 10.2307 / 3571805 . JSTOR 3571805 . PMID 4157487 .  
  16. ^ Santschi, P .; и другие. (1998). « 129 Йод: новый индикатор взаимодействия поверхностных и подземных вод» (PDF) . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . ОСТИ 7280 .  
  17. ^ Снайдер, G .; Фабрика-Мартин, Дж. (2007). «I-129 и Cl-36 в разбавленных углеводородных водах: морские космогенные, естественные и антропогенные источники». Прикладная геохимия . 22 (3): 692–714. Bibcode : 2007ApGC ... 22..692S . DOI : 10.1016 / j.apgeochem.2006.12.011 .
  18. ^ Клейтон, Дональд Д. (1983). Принципы звездной эволюции и нуклеосинтеза (2-е изд.). Издательство Чикагского университета. С.  75 . ISBN 978-0226109534.
  19. ^ Болт, BA; Packard, RE; Цена, ПБ (2007). "Джон Х. Рейнольдс, Физика: Беркли" . Калифорнийский университет в Беркли . Проверено 1 октября 2007 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Снайдер, GT; Фабрика-Мартин, JT (2007). «129I и 36Cl в разбавленных углеводородных водах: морские космогенные, естественные и антропогенные источники». Прикладная геохимия . 22 (3): 692. Bibcode : 2007ApGC ... 22..692S . DOI : 10.1016 / j.apgeochem.2006.12.011 .
  • Снайдер, G .; Фен, У. (2004). «Глобальное распределение 129I в реках и озерах: последствия для круговорота йода в поверхностных водохранилищах». Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция B: Взаимодействие пучков с материалами и атомами . 223–224: 579–586. Bibcode : 2004NIMPB.223..579S . DOI : 10.1016 / j.nimb.2004.04.107 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Информационный бюллетень ANL
  • Мониторинг йода-129 в образцах воздуха и молока, собранных возле Хэнфордского объекта: исследование исторических данных мониторинга йода
  • Исследования с естественными и антропогенными изотопами йода: распределение йода и круговорот в глобальной окружающей среде
  • Некоторые публикации с использованием данных 129 I из IsoTrace, 1997-2002 гг.