Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Основные изотопы самария  ( 62 Sm)
ИзотопРазлагаться
избытокпериод полураспада ( т 1/2 )Режимтовар
144 см3,08%стабильный
145 смсин340 днε145 вечера
146 смсин6,8 × 10 7  летα142 Nd
147 см15,00%1,06 × 10 11  гα143 Nd
148 см11,25%7 × 10 15  летα144 Nd
149 см13,82%стабильный
150 см7,37%стабильный
151 смсин88,8 годаβ -151 Eu
152 см26,74%стабильный
153 смсин46.284 чβ -153 Eu
154 см22,74%стабильный
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Sm)

Встречающийся в природе самарий ( 62 Sm) состоит из пяти стабильных изотопов , 144 Sm, 149 Sm, 150 Sm, 152 Sm и 154 Sm, и двух чрезвычайно долгоживущих радиоизотопов , 147 Sm (период полураспада: 1,06 × 10 11 лет  ) и 148 Sm (7 × 10 15 лет  ), из которых 152 Sm - самая многочисленная ( естественная численность 26,75% ). 146 Sm также довольно долгоживущее (6,8 × 10 7 y), но не является достаточно долгоживущим, чтобы выжить в значительных количествах с момента образования Солнечной системы на Земле, хотя он остается полезным для радиометрического датирования в Солнечной системе как потухший радионуклид . [2] [3]

Помимо встречающихся в природе изотопов, самыми долгоживущими радиоизотопами являются 151 Sm с периодом полураспада 88,8 лет [4] и 145 Sm с периодом полураспада 340 дней. Все остальные радиоизотопы имеют период полураспада менее двух суток, а у большинства из них период полураспада менее 48 секунд. Этот элемент также имеет двенадцать известных изомеров, наиболее стабильными из которых являются 141m Sm (t 1/2 22,6 минуты), 143 m1 Sm (t 1/2 66 секунд) и 139m Sm (t 1/2 10,7 секунды).

Долгоживущие изотопы 146 Sm, 147 Sm и 148 Sm в основном распадаются путем альфа-распада на изотопы неодима . Более легкие нестабильные изотопы самария в основном распадаются путем захвата электронов на изотопы прометия , в то время как более тяжелые изотопы распадаются путем бета-распада до изотопов европия .

Изотопы самария используются в самариево-неодимовом датировании для определения возрастных соотношений горных пород и метеоритов.

151 Sm представляет собой среднеактивный продукт деления и действует как нейтронный яд в ядерном топливном цикле . Стабильный продукт деления 149 Sm также является нейтронным ядом.

Список изотопов [ править ]

Нуклид
[n 1]		ZNИзотопная 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)
Энергия возбуждения [n 5]Нормальная пропорцияДиапазон вариации
128 см6266127.95808 (54) #0,5 # с0+
129 см6267128.95464 (54) #550 (100) мс5/2 + #
130 см6268129.94892 (43) #1 # сβ +130 вечера0+
131 см6269130.94611 (32) #1,2 (2) сβ +131 вечера5/2 + #
β + , p (редко)130 Nd
132 см6270131.94069 (32) #4.0 (3) сβ +132 вечера0+
β + , p131 Nd
133 см6271132.93867 (21) #2,90 (17) сβ +133 вечера(5/2 +)
β + , p132 Nd
134 см6272133.93397 (21) #10 (1) сβ +134 вечера0+
135 см6273134,93252 (17)10,3 (5) сβ + (99,98%)135 вечера(7/2 +)
β + , p (0,02%)134 Nd
135м см0 (300) # кэВ2,4 (9) сβ +135 вечера(3/2 +, 5/2 +)
136 см6274135.928276 (13)47 (2) сβ +136 вечера0+
136м см2264,7 (11) кэВ15 (1) мкс(8-)
137 см6275136.92697 (5)45 (1) сβ +137 вечера(9 / 2-)
137м см180 (50) # кэВ20 # сβ +137 вечера1/2 + #
138 см6276137.923244 (13)3,1 (2) минβ +138 вечера0+
139 см6277138.922297 (12)2,57 (10) минβ +139 вечера1/2 +
139м см457,40 (22) кэВ10,7 (6) сИТ (93,7%)139 см11 / 2−
β + (6,3%)139 вечера
140 см6278139.918995 (13)14,82 (12) минβ +140 вечера0+
141 см6279140.918476 (9)10,2 (2) минβ +141 вечера1/2 +
141м см176.0 (3) кэВ22,6 (2) минβ + (99,69%)141 вечера11 / 2−
ИТ (0,31%)141 см
142 см6280141.915198 (6)72,49 (5) минβ +142 вечера0+
143 см6281 год142.914628 (4)8,75 (8) минβ +143 вечера3/2 +
143м1 см753,99 (16) кэВ66 (2) сIT (99,76%)143 см11 / 2−
β + (0,24%)143 вечера
143м2 см2793,8 (13) кэВ30 (3) мс23/2 (-)
144 см6282143.911999 (3)Наблюдательно стабильный [n 10]0+0,0307 (7)
144м см2323,60 (8) кэВ880 (25) нс6+
145 см6283144.913410 (3)340 (3) сутEC145 вечера7 / 2−
145м см8786.2 (7) кэВ990 (170) нс
[0,96 (+ 19−15) мкс]		(49/2 +)
146 см6284145.913041 (4)6.8 (7) × 10 7  летα142 Nd0+След
147 см [n 11] [n 12] [n 13]6285146.9148979 (26)1.06 (2) × 10 11  летα143 Nd7 / 2−0,1499 (18)
148 см [n 11]6286147.9148227 (26)7 (3) × 10 15  летα144 Nd0+0,1124 (10)
149 см [n 12] [n 14]6287148.9171847 (26)Наблюдательно стабильный [n 15]7 / 2−0,1382 (7)
150 см6288149.9172755 (26)Наблюдательно стабильный [n 16]0+0,0738 (1)
151 см [n 12] [n 14]6289150.9199324 (26)88,8 (24) годаβ -151 Eu5 / 2-
151м см261.13 (4) кэВ1,4 (1) мкс(11/2) -
152 См [n 12]6290151.9197324 (27)Наблюдательно стабильный [n 17]0+0,2675 (16)
153 см [n 12]6291152.9220974 (27)46.284 (4) чβ -153 Eu3/2 +
153м см98,37 (10) кэВ10,6 (3) мсЭТО153 см11 / 2−
154 см [n 12]6292153.9222093 (27)Наблюдательно стабильный [n 18]0+0,2275 (29)
155 см6293154.9246402 (28)22,3 (2) минβ -155 евро3 / 2-
156 см6294155.925528 (10)9,4 (2) чβ -156 Eu0+
156м см1397,55 (9) кэВ185 (7) нс5−
157 см6295156.92836 (5)8,03 (7) минβ -157 Eu(3/2-)
158 см6296157.92999 (8)5.30 (3) минβ -158 Eu0+
159 см6297158.93321 (11)11.37 (15) сβ -159 Eu5 / 2-
160 см6298159.93514 (21) #9,6 (3) сβ -160 евро0+
161 см6299160.93883 (32) #4.8 (8) сβ -161 Eu7/2 + #
162 см62100161.94122 (54) #2,4 (5) сβ -162 Eu0+
163 см62101162.94536 (75) #1 # сβ -163 Eu1/2 - #
164 см62102163.94828 (86) #500 # мсβ -164 Eu0+
165 см62103164.95298 (97) #200 # мсβ -165 Eu5 / 2- #
  1. ^ m Sm - Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - 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).
  4. ^ Жирный период полураспада  - почти стабильный, период полураспада больше возраста Вселенной .
  5. ^ a b c # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  6. ^ Режимы распада:
    ЭТО:Изомерный переход


    п:Эмиссия протонов
  7. ^ Дочерний символ выделен жирным курсивом - дочерний продукт почти стабилен
  8. ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабильный.
  9. ^ () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  10. ^ Предполагается, что претерпевает β + β + распад до 144 Nd
  11. ^ a b Первородный радиоизотоп
  12. ^ a b c d e f Продукт деления
  13. ^ Используется при датировании самарий-неодим
  14. ^ a b Нейтронный яд в реакторах
  15. ^ Предполагается, что подвергается α-распаду до 145 Nd с периодом полураспада более 2 × 10 15 лет.
  16. ^ Считается, что претерпевает α-распад до 146 Nd
  17. ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 148 Nd
  18. ^ Предполагается, что претерпевает β - β - распад до 154 Gd с периодом полураспада более 2,3 × 10 18 лет

Самарий-149 [ править ]

Самарий-149 ( 149 Sm) представляет собой стабильный изотоп самария (согласно предсказаниям, распад которого никогда не наблюдался, что дает ему период полураспада, по крайней мере, на несколько порядков больше, чем возраст Вселенной), и продукты деления (выход 1.0888%), который также является нейтронным абсорбирующим ядерным ядом со значительным воздействием на ядерном реакторе операции, второй только 135 Х . Его нейтронное сечение составляет 40140 барн для тепловых нейтронов .

Равновесная концентрация (и, следовательно, эффект отравления) достигает равновесного значения примерно за 500 часов (примерно 20 дней) работы реактора, и, поскольку 149 Sm является стабильным, концентрация остается практически постоянной во время дальнейшей работы реактора.

Самарий-151 [ править ]

Среднесрочные жили
продукты деления
Реквизит:
Единица:		t ½
( а )		Доходность
( % )		Q *
( кэВ )		βγ *
155 евро4,760,0803252βγ
85 кр10,760,2180687βγ
113м кд14.10,0008316β
90 Sr28,94,5052826β
137 Cs30,236,3371176β γ
121 м Sn43,90,00005390βγ
151 см88,80,531477β
Выход ,% на деление [5]
ТепловойБыстрый14 МэВ
232 Чтне делящийся0,399 ± 0,0650,165 ± 0,035
233 U0,333 ± 0,0170,312 ± 0,0140,49 ± 0,11
235 U0,4204 ± 0,00710,431 ± 0,0150,388 ± 0,061
238 Uне делящийся0,810 ± 0,0120,800 ± 0,057
239 Pu0,776 ± 0,0180,797 ± 0,037?
241 Pu0,86 ± 0,240,910 ± 0,025?


Самарий-151 ( 151 Sm) имеет период полураспада 88,8 лет, подвергается низкоэнергетическому бета-распаду и имеет выход продуктов деления 0,4203% для тепловых нейтронов и 235 U , что составляет около 39% от выхода 149 Sm. Несколько выше выход 239 Pu .

Его поглощение нейтронов сечение для тепловых нейтронов является высоким 15200 барна , около 38% от 149 поглощения поперечного сечения Sm, либо около 20 раз больше , чем 235 U. Так как соотношение между скоростями производства и поглощением 151 Sm и 149 Sm почти равны, два изотопа должны достичь одинаковых равновесных концентраций. Поскольку 149 Sm достигает равновесия примерно за 500 часов (20 дней), 151 Sm должно достичь равновесия примерно за 50 дней.

Поскольку ядерное топливо используется в течение нескольких лет ( выгорание ) на атомной электростанции , окончательное количество 151 Sm в отработавшем ядерном топливе при выгрузке составляет лишь небольшую часть от общего количества 151 Sm, произведенного при использовании топлива. Согласно одному исследованию, массовая доля 151 Sm в отработавшем топливе составляет около 0,0025 для тяжелой загрузки МОКС-топлива и примерно вдвое меньше для уранового топлива, что примерно на два порядка меньше, чем массовая доля около 0,15 для среды. -активный продукт деления 137 Cs . [6] энергия распада из 151Sm также примерно на порядок меньше, чем 137 Cs. Низкий выход, низкий уровень выживаемости, а также низкое затухание энергия означает , что 151 Sm имеет незначительное ядерные отходы воздействия по сравнению с двумя основными средних сроком продуктов деления 137 Cs и 90 Sr .

  • Информационный бюллетень ANL

Самарий-153 [ править ]

Самарий-153 ( 153 Sm) имеет период полураспада 46,3 часа, претерпевая β - распад на 153 Eu. Как компонент лексидронама самария , он используется при лечении рака костей . [7] Он обрабатывается организмом аналогично кальцию, и он избирательно локализуется в костях .

Ссылки [ править ]

  • 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.
  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 .
  2. ^ Самир Маджи; и другие. (2006). «Разделение самария и неодима: предпосылка для получения сигналов ядерного синтеза». Аналитик . 131 (12): 1332–1334. Bibcode : 2006Ana ... 131.1332M . DOI : 10.1039 / b608157f . PMID 17124541 . 
  3. ^ Киношита, N .; Пол, М .; Кашив Ю.А. Collon, P .; Дейбель, СМ; DiGiovine, B .; Грин, JP; Хендерсон, диджей; Цзян, CL; Марли, ST; Наканиши, Т .; Пардо, RC; Rehm, KE; Робертсон, Д .; Scott, R .; Schmitt, C .; Тан, XD; Vondrasek, R .; Ёкояма, А. (30 марта 2012 г.). «Более короткий период полураспада 146Sm, измеренный и последствия для хронологии 146Sm-142Nd в Солнечной системе». Наука . 335 (6076): 1614–1617. arXiv : 1109.4805 . Bibcode : 2012Sci ... 335.1614K . DOI : 10.1126 / science.1215510 . ISSN 0036-8075 . PMID 22461609 .  
  4. ^ Он, М .; Shen, H .; Ши, G .; Инь, X .; Tian, ​​W .; Цзян, С. (2009). «Период полураспада 151 см переизмерен». Physical Review C . 80 (6). Bibcode : 2009PhRvC..80f4305H . DOI : 10.1103 / PhysRevC.80.064305 .
  5. ^ https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Кумулятивные выходы деления, МАГАТЭ
  6. ^ Кристоф Демазьер. "Расчеты физики реакторов на МОКС-топливе в реакторах с кипящей водой (BWR)" (PDF) . Агентство по ядерной энергии ОЭСР. Цитировать журнал требует |journal=( помощь ) Рисунок 2, страница 6
  7. ^ Баллантайн, Джейн С; Фишман, Скотт М; Ратмелл, Джеймс П. (2009-10-01). Боника «Управление болью» . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 655–. ISBN 978-0-7817-6827-6. Проверено 19 июля 2011 года .