Изотопы гадолиния

Основные изотопы гадолиния ( ₆₄ Gd)

Изотоп			Разлагаться
	избыток	период полураспада ( т _1/2 )	Режим	продукт
¹⁴⁸ Gd	син	75 лет	α	¹⁴⁴ см
¹⁵⁰ Gd	син	1,8 × 10 ⁶ г	α	¹⁴⁶ см
¹⁵² Gd	0,20%	1,08 × 10 ¹⁴ лет	α	¹⁴⁸ см
¹⁵³ Gd	син	240,4 г	ε	¹⁵³ Eu
¹⁵³ Gd	син	240,4 г	γ	-
¹⁵⁴ Gd	2,18%	стабильный
¹⁵⁵ Gd	14,80%	стабильный
¹⁵⁶ Gd	20,47%	стабильный
¹⁵⁷ Gd	15,65%	стабильный
¹⁵⁸ Gd	24,84%	стабильный
¹⁶⁰ Гд	21,86%	стабильный

Стандартный атомный вес A r, стандартный (Gd)

157,25 (3) ^[1]

Встречающийся в природе гадолиний ( ₆₄ Gd) состоит из 6 стабильных изотопов , ¹⁵⁴ Gd, ¹⁵⁵ Gd, ¹⁵⁶ Gd, ¹⁵⁷ Gd, ¹⁵⁸ Gd и ¹⁶⁰ Gd, и 1 радиоизотопа , ¹⁵² Gd, из которых ¹⁵⁸ Gd является наиболее распространенным (24,84% природного изобилие ). Прогнозируемый двойной бета - распад в ¹⁶⁰ Gd никогда не наблюдалось; только нижний предел его периода полураспада более 1,3 × 10 ²¹ года был установлен экспериментально. ^[2]

Было охарактеризовано 30 радиоизотопов, наиболее стабильным из которых является альфа-распадающийся ¹⁵² Gd (встречающийся в природе) с периодом полураспада 1,08 × 10 ¹⁴ лет и ¹⁵⁰ Gd с периодом полураспада 1,79 × 10 ⁶ лет. Все остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 74,7 лет. Большинство из них имеют период полураспада менее 24,6 секунды. Изотопы гадолиния имеют 10 метастабильных изомеров , наиболее стабильными из которых являются ^143m Gd (t _1/2 = 110 секунд), ^145m Gd (t _1/2 = 85 секунд) и ^141m Gd (t _1/2 = 24,5 секунды).

Первичная мода распада при атомных весах ниже, чем самый распространенный стабильный изотоп, ¹⁵⁸ Gd, - это захват электронов , а первичная мода при более высоких атомных весах - это бета-распад . Первичные продукты распада изотопов легче ¹⁵⁸ Gd - это изотопы европия, а первичные продукты более тяжелых изотопов - изотопы тербия .

Гадолиний-153 имеет период полураспада 240,4 ± 10 дней и испускает гамма-излучение с сильными пиками при 41 кэВ и 102 кэВ. Он используется в качестве источника гамма-излучения для рентгеновской абсорбциометрии и флуоресценции, для датчиков плотности костной ткани для скрининга остеопороза и для радиометрического профилирования в портативной рентгеновской системе визуализации Lixiscope, также известной как Lixi Profiler. В ядерной медицине он служит для калибровки оборудования, необходимого, например, систем однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) для получения рентгеновских лучей . Это гарантирует правильную работу аппаратов для получения изображений распределения радиоизотопов внутри пациента. Этот изотоп производится в ядерном реакторе из европия.или обогащенный гадолиний. ^[3] Он также может определять потерю кальция в костях бедра и спины, что позволяет диагностировать остеопороз. ^[4]

Гадолиний-148 идеально подходит для радиоизотопных термоэлектрических генераторов из-за его 74-летнего периода полураспада, высокой плотности и доминирующего режима альфа-распада. Однако гадолиний-148 не может быть экономически выгодно синтезирован в достаточных количествах для питания РИТЭГа. ^[5]

Список изотопов [ править ]

Нуклид ^{[n 1]}	Z	N	Изотопная масса ( Да ) ^{[n 2]}^{[n 3]}	Период полураспада ^{[n 4]}^{[n 5]}	Режим распада ^{[n 6]}	Дочерний изотоп ^{[n 7]}^{[n 8]}	Спин и четность ^{[n 9]}^{[n 5]}	Естественное изобилие (мольная доля)
Нуклид ^{[n 1]}	Энергия возбуждения ^{[n 5]}			Период полураспада ^{[n 4]}^{[n 5]}	Режим распада ^{[n 6]}	Дочерний изотоп ^{[n 7]}^{[n 8]}	Спин и четность ^{[n 9]}^{[n 5]}	Нормальная пропорция	Диапазон вариации
¹³⁴ Gd	64	70	133.95537 (43) #	0,4 # с			0+
¹³⁵ Gd	64	71	134.95257 (54) #	1,1 (2) с			3 / 2-
¹³⁶ Gd	64	72	135.94734 (43) #	1 # с [> 200 нс]	β +	¹³⁶ Eu
¹³⁷ Gd	64	73	136.94502 (43) #	2.2 (2) с	β ⁺	¹³⁷ Eu	7/2 + #
¹³⁷ Gd	64	73	136.94502 (43) #	2.2 (2) с	β ⁺ , p (редко)	¹³⁶ см	7/2 + #
¹³⁸ Gd	64	74	137.94012 (21) #	4,7 (9) с	β ⁺	¹³⁸ Eu	0+
^138m Gd	2232,7 (11) кэВ			6 (1) мкс			(8-)
¹³⁹ Gd	64	75	138.93824 (21) #	5,7 (3) с	β ⁺	¹³⁹ Eu	9 / 2- #
¹³⁹ Gd	64	75	138.93824 (21) #	5,7 (3) с	β ⁺ , p (редко)	¹³⁸ см	9 / 2- #
^139m Gd	250 (150) # кэВ			4.8 (9) с			1/2 + #
¹⁴⁰ Gd	64	76	139.93367 (3)	15,8 (4) с	β ⁺	¹⁴⁰ евро	0+
¹⁴¹ Gd	64	77	140.932126 (21)	14 (4) с	β ⁺ (99,97%)	¹⁴¹ Eu	(1/2 +)
¹⁴¹ Gd	64	77	140.932126 (21)	14 (4) с	β ⁺ , p (0,03%)	¹⁴⁰ см	(1/2 +)
^141m Gd	377,8 (2) кэВ			24,5 (5) с	β ⁺ (89%)	¹⁴¹ Eu	(11 / 2-)
^141m Gd	377,8 (2) кэВ			24,5 (5) с	IT (11%)	¹⁴¹ Gd	(11 / 2-)
¹⁴² Gd	64	78	141.92812 (3)	70,2 (6) с	β ⁺	¹⁴² Eu	0+
¹⁴³ Gd	64	79	142.92675 (22)	39 (2) с	β ⁺	¹⁴³ Eu	(1/2) +
					β ⁺ , α (редко)	¹³⁹ вечера
					β ⁺ , p (редко)	¹⁴² см
^143m Gd	152,6 (5) кэВ			110.0 (14) с	β ⁺	¹⁴³ Eu	(11 / 2-)
					β ⁺ , α (редко)	¹³⁹ вечера
					β ⁺ , p (редко)	¹⁴² см
¹⁴⁴ Gd	64	80	143.92296 (3)	4,47 (6) мин	β ⁺	¹⁴⁴ Eu	0+
¹⁴⁵ Gd	64	81 год	144.921709 (20)	23,0 (4) мин	β ⁺	¹⁴⁵ евро	1/2 +
^145m Gd	749,1 (2) кэВ			85 (3) с	ИТ (94,3%)	¹⁴⁵ Gd	11 / 2−
^145m Gd	749,1 (2) кэВ			85 (3) с	β ⁺ (5,7%)	¹⁴⁵ евро	11 / 2−
¹⁴⁶ Gd	64	82	145.918311 (5)	48,27 (10) д	EC	¹⁴⁶ Eu	0+
¹⁴⁷ Gd	64	83	146.919094 (3)	38.06 (12) ч	β ⁺	¹⁴⁷ Eu	7 / 2−
^147m Gd	8587,8 (4) кэВ			510 (20) нс			(49/2 +)
¹⁴⁸ Gd	64	84	147.918115 (3)	74,6 (30) лет	α	¹⁴⁴ см	0+
¹⁴⁸ Gd	64	84	147.918115 (3)	74,6 (30) лет	β ⁺ β ⁺ (редко)	¹⁴⁸ см	0+
¹⁴⁹ Gd	64	85	148.919341 (4)	9,28 (10) д	β ⁺	¹⁴⁹ Eu	7 / 2−
¹⁴⁹ Gd	64	85	148.919341 (4)	9,28 (10) д	α (4,34 × 10 ⁻⁴ %)	¹⁴⁵ см	7 / 2−
¹⁵⁰ Gd	64	86	149.918659 (7)	1.79 (8) × 10 ⁶ лет	α	¹⁴⁶ см	0+
¹⁵⁰ Gd	64	86	149.918659 (7)	1.79 (8) × 10 ⁶ лет	β ⁺ β ⁺ (редко)	¹⁵⁰ см	0+
¹⁵¹ Gd	64	87	150.920348 (4)	124 (1) д	EC	¹⁵¹ Eu	7 / 2−
¹⁵¹ Gd	64	87	150.920348 (4)	124 (1) д	α (10 ⁻⁶ %)	¹⁴⁷ см	7 / 2−
¹⁵² Gd ^{[n 10]}	64	88	151.9197910 (27)	1.08 (8) × 10 ¹⁴ лет	α	¹⁴⁸ см	0+	0,0020 (1)
¹⁵³ Gd	64	89	152.9217495 (27)	240,4 (10) сут	EC	¹⁵³ Eu	3 / 2-
^153m1 Gd	95,1737 (12) кэВ			3,5 (4) мкс			(9/2 +)
^153м2 Gd	171.189 (5) кэВ			76,0 (14) мкс			(11 / 2-)
¹⁵⁴ Gd	64	90	153.9208656 (27)	Наблюдательно стабильный ^{[n 11]}			0+	0,0218 (3)
¹⁵⁵ Gd ^{[n 12]}	64	91	154.9226220 (27)	Наблюдательно стабильный ^{[n 13]}			3 / 2-	0,1480 (12)
^155m Gd	121.05 (19) кэВ			31.97 (27) мс	ЭТО	¹⁵⁵ Gd	11 / 2−
¹⁵⁶ Gd ^{[n 12]}	64	92	155.9221227 (27)	Стабильный			0+	0,2047 (9)
^156m Gd	2137.60 (5) кэВ			1,3 (1) мкс			7-
¹⁵⁷ Gd ^{[n 12]}	64	93	156.9239601 (27)	Стабильный			3 / 2-	0,1565 (2)
¹⁵⁸ Gd ^{[n 12]}	64	94	157.924 1039 (27)	Стабильный			0+	0,2484 (7)
¹⁵⁹ Gd ^{[n 12]}	64	95	158.9263887 (27)	18,479 (4) ч	β ^-	¹⁵⁹ Тб	3 / 2-
¹⁶⁰ Gd ^{[n 12]}	64	96	159.9270541 (27)	Наблюдательно стабильный ^{[n 14]}			0+	0,2186 (19)
¹⁶¹ Gd	64	97	160.9296692 (29)	3,646 (3) мин	β ^-	¹⁶¹ Тб	5 / 2-
¹⁶² Gd	64	98	161.930985 (5)	8,4 (2) мин	β ^-	¹⁶² Тб	0+
¹⁶³ Gd	64	99	162.93399 (32) #	68 (3) с	β ^-	¹⁶³ Тб	7/2 + #
¹⁶⁴ Gd	64	100	163.93586 (43) #	45 (3) с	β ^-	¹⁶⁴ Тб	0+
¹⁶⁵ Gd	64	101	164.93938 (54) #	10,3 (16) с	β ^-	¹⁶⁵ Тб	1/2 - #
¹⁶⁶ Gd	64	102	165.94160 (64) #	4.8 (10) с	β ^-	¹⁶⁶ Тб	0+
¹⁶⁷ Gd	64	103	166.94557 (64) #	3 # с	β ^-	¹⁶⁷ Тб	5 / 2- #
¹⁶⁸ Gd	64	104	167.94836 (75) #	300 # мс	β ^-	¹⁶⁸ Тб	0+
¹⁶⁹ Gd	64	105	168.95287 (86) #	1 # с	β ^-	¹⁶⁹ Тб	7 / 2- #

^ ^m Gd - Возбужденный ядерный изомер .
^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из тенденций, полученных с помощью массовой поверхности (TMS).
^ Жирный период полураспада - почти стабильный, период полураспада больше возраста Вселенной .
^ a b c # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
^ Режимы распада:
EC: Электронный захват
ЭТО: Изомерный переход
^ Дочерний символ выделен жирным курсивом - Дочерний продукт почти стабилен.
^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабильный.
^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
^ первичный радионуклид
^ Считается, что претерпевает α-распад до¹⁵⁰ см
^ a b c d e f Продукт деления
^ Считается, что претерпевает α-распад до¹⁵¹ Sm
^ Предполагается, что претерпевает β^- β^- распад до¹⁶⁰ Dy с периодом полураспада более 1,3 × 10²¹ год

Ссылки [ править ]

^ Meija, Juris; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI : 10,1515 / пак-2015-0305 .
^ FA Даневич; и другие. (2001). «Поиски двойного бета-распада изотопов ¹⁶⁰ Gd и Ce». Ядерная физика . 694 (1–2): 375–391. arXiv : nucl-ex / 0011020 . Bibcode : 2001NuPhA.694..375D . DOI : 10.1016 / S0375-9474 (01) 00983-6 .
^ "PNNL: Программа изотопных наук - Гадолиний-153" . pnl.gov . Архивировано из оригинала на 2009-05-27.
^ «Гадолиний» . BCIT Химический ресурсный центр . Технологический институт Британской Колумбии . Проверено 30 марта 2011 года .
^ Совет национальных исследований; Наук, Отдел инженерно-физических наук; Совет по авиационно-космической технике; Доска, космические исследования; Комитет, Радиоизотопные энергетические системы (2009). Радиоизотопные энергетические системы: императив для сохранения лидерства США в освоении космоса . CiteSeerX 10.1.1.367.4042 . DOI : 10.17226 / 12653 . ISBN 978-0-309-13857-4.

Изотопные массы из:
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), " Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE " , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
- де Лаэтер, Джон Роберт ; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин-младший; Тейлор, Филип DP (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. DOI : 10.1351 / pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. DOI : 10,1351 / pac200678112051 . Выложите резюме .
Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), " Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE " , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.

[6] Gd - Возбужденный ядерный изомер .

[7] () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.

[TMS-8] # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из тенденций, полученных с помощью массовой поверхности (TMS).

[9] Жирный период полураспада - почти стабильный, период полураспада больше возраста Вселенной .

[TNN-10] # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).

[11] Режимы распада:
EC: Электронный захват
ЭТО: Изомерный переход

[12] Дочерний символ выделен жирным курсивом - Дочерний продукт почти стабилен.

[13] Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабильный.

[14] () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.

[15] первичный радионуклид

[16] Считается, что претерпевает α-распад до¹⁵⁰ см

[FP-17] Продукт деления

[18] Считается, что претерпевает α-распад до¹⁵¹ Sm

[19] Предполагается, что претерпевает β^- β^- распад до¹⁶⁰ Dy с периодом полураспада более 1,3 × 10²¹ год

[CIAAW2013-1] Meija, Juris; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI : 10,1515 / пак-2015-0305 .

[DBD-2] FA Даневич; и другие. (2001). «Поиски двойного бета-распада изотопов ¹⁶⁰ Gd и Ce». Ядерная физика . 694 (1–2): 375–391. arXiv : nucl-ex / 0011020 . Bibcode : 2001NuPhA.694..375D . DOI : 10.1016 / S0375-9474 (01) 00983-6 .

[3] "PNNL: Программа изотопных наук - Гадолиний-153" . pnl.gov . Архивировано из оригинала на 2009-05-27.

[4] «Гадолиний» . BCIT Химический ресурсный центр . Технологический институт Британской Колумбии . Проверено 30 марта 2011 года .

[5] Совет национальных исследований; Наук, Отдел инженерно-физических наук; Совет по авиационно-космической технике; Доска, космические исследования; Комитет, Радиоизотопные энергетические системы (2009). Радиоизотопные энергетические системы: императив для сохранения лидерства США в освоении космоса . CiteSeerX 10.1.1.367.4042 . DOI : 10.17226 / 12653 . ISBN 978-0-309-13857-4.

[1]

EC:	Электронный захват
ЭТО:	Изомерный переход