Изотопы свинца


Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлен с свинца-214 )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Свинец ( 82 Pb) имеет четыре стабильных изотопа : 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb. Свинец-204 полностью является первичным нуклидом, а не радиогенным нуклидом . Три изотопа свинца-206, свинца-207 и свинца-208 представляют собой концы трех цепочек распада : уранового ряда (или радиевого), актиниевого и ториевого , соответственно; четвертая цепочка распадов, серия нептуния , оканчивается изотопом таллия 205Tl. Три ряда, оканчивающиеся свинцом, представляют собой продукты цепочки распада долгоживущих первичных 238 U , 235 U и 232 Th соответственно. Однако каждый из них также встречается до некоторой степени как первичные изотопы, которые образовались в сверхновых, а не радиогенно как дочерние продукты. Фиксированное соотношение свинца-204 к первичным количествам других изотопов свинца можно использовать в качестве исходных данных для оценки дополнительных количеств радиогенного свинца, присутствующего в горных породах в результате распада урана и тория. (См. Датирование свинцом и свинцом и датирование ураном свинцом ).

Самыми долгоживущими радиоизотопами являются 205 Pb с периодом полураспада 17,3 миллиона лет и 202 Pb с периодом полураспада 52 500 лет. Более короткоживущий радиоизотоп природного происхождения, 210 Pb с периодом полураспада 22,3 года, полезен для изучения хронологии седиментации проб окружающей среды во временных масштабах короче 100 лет. [1]

Относительные содержания четырех стабильных изотопов составляют приблизительно 1,5%, 24%, 22% и 52,5%, что в сумме дает стандартный атомный вес (средневзвешенное содержание стабильных изотопов) 207,2 (1). Свинец - это элемент с самым тяжелым стабильным изотопом 208 Pb. (Более массивный 209 Bi , долгое время считавшийся стабильным, на самом деле имеет период полураспада 2,01 × 10 19 лет.) В настоящее время известно 43 изотопа свинца, включая очень нестабильные синтетические разновидности.

В полностью ионизированном состоянии изотоп 205 Pb также становится стабильным. [2]

Список изотопов

  1. ^ m Pb - 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. ^ Режимы распада:
  5. ^ Дочерний символ выделен жирным курсивом - Дочерний продукт почти стабилен.
  6. ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабилен.
  7. ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  8. ^ a b # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  9. ^ a b c Используется при свидании свинца-свинца.
  10. ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 200 Hg с периодом полураспада более 1,4 × 10 20 лет.
  11. ^ Конечный продукт распада 4n + 2 цепочки распада ( серия Radium или Uranium )
  12. Перейти ↑ Kuhn, W. (1929). «LXVIII. Рассеяние γ-излучения тория C ″ радием G и обычным свинцом». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 8 (52): 628. DOI : 10.1080 / 14786441108564923 .
  13. ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 202 Hg с периодом полураспада более 2,5 × 10 21 года
  14. ^ Конечный продукт распада 4n + 3 цепочки распада ( серия Actinium )
  15. ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 203 Hg с периодом полураспада более 1,9 × 10 21 года
  16. ^ Конечный продукт распада 4n цепочки распада ( серия Thorium )
  17. ^ Самый тяжелый стабильный нуклид, который, как полагают, претерпевает α-распад до 204 Hg с периодом полураспада более 2,6 × 10 21 год
  18. ^ Промежуточный продукт распада 237 Np
  19. ^ Б Intermediate продукт распада из 238 U
  20. ^ Промежуточный продукт распада из 235 U
  21. ^ Промежуточный продукт распада из 232 Th


Свинец-206

206 Pb является последней ступенью в цепочке распада 238 U , «радиевого ряда» или «уранового ряда». В закрытой системе со временем данная масса 238 U будет распадаться в результате последовательности шагов, достигающих кульминации в 206 Pb. Производство промежуточных продуктов в конечном итоге достигает равновесия (хотя это занимает много времени, поскольку период полураспада 234 U составляет 245 500 лет). Как только эта стабилизированная система будет достигнута, отношение 238 U к 206 Pb будет неуклонно уменьшаться, в то время как отношения других промежуточных продуктов друг к другу останутся постоянными.

Как и большинство радиоизотопов найдены в серии радия, 206 Pb был первоначально назван как изменение радия, в частности радия G . Это продукт распада как 210 Po (исторически называемого радием F ) в результате альфа-распада , так и гораздо более редкого 206 Tl ( радий E II ) в результате бета-распада .

Свинец-206 был предложен для использования в теплоносителе ядерного реактора деления на быстрых нейтронах вместо использования смеси природного свинца (которая также включает другие стабильные изотопы свинца) в качестве механизма для улучшения нейтронной экономии и значительного подавления нежелательного образования высокорадиоактивных побочных продуктов. [5]

Свинец-204, -207 и -208

204 Pb является полностью первичным и поэтому полезен для оценки доли других изотопов свинца в данном образце, которые также являются первичными, поскольку относительные доли различных первичных изотопов свинца везде постоянны. [6] Таким образом, предполагается, что любой избыток свинца-206, -207 и -208 имеет радиогенное происхождение, [6] что позволяет использовать различные схемы датирования урана и тория для оценки возраста горных пород (время с момента их образования) на основе об относительном содержании свинца-204 по отношению к другим изотопам.

207 Pb является конец ряда актиния из 235 U .

208 Pb - конец ториевого ряда из 232 Th . Хотя в большинстве мест на Земле он составляет лишь примерно половину состава свинца, его можно найти с естественным обогащением примерно до 90% ториевыми рудами. [7] 208 Pb - самый тяжелый из известных стабильных изотопов любого элемента, а также самое тяжелое из известных дважды магических ядер, поскольку Z = 82 и N = 126 соответствуют закрытым ядерным оболочкам . [8] Как следствие этого , особенно устойчивой конфигурации, ее захват нейтронов сечение является очень низким (даже ниже , чем у дейтерияв тепловом спектре), что делает его интересным для быстрых реакторов со свинцовым теплоносителем .

использованная литература

  1. Перейти ↑ Jeter, Hewitt W. (март 2000 г.). «Определение возраста недавних отложений с помощью измерений следовой радиоактивности» (PDF) . Terra et Aqua (78): 21–28 . Проверено 23 октября 2019 года .
  2. ^ Такахаши, K; Бойд, Р.Н.; Мэтьюз, Г.Дж.; Ёкои, К. (октябрь 1987 г.). «Связанный бета-распад высокоионизированных атомов» . Physical Review C . 36 (4): 1522–1528. Bibcode : 1987PhRvC..36.1522T . DOI : 10.1103 / PhysRevC.36.1522 . ISSN 0556-2813 . OCLC 1639677 . PMID 9954244 . Проверено 20 ноября 2016 .   
  3. ^ Период полураспада, мода распада, ядерный спин и изотопный состав взяты из: 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 .
  4. ^ 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 .
  5. ^ Хорасанов, ГЛ; Иванов, АП; Блохин А.И. (2002). Проблема полония в свинцовых теплоносителях быстрых реакторов и один из путей ее решения . 10-я Международная конференция по ядерной инженерии. С. 711–717. DOI : 10.1115 / ICONE10-22330 .
  6. ^ a b Woods, GD (ноябрь 2014 г.). Изотопный анализ свинца: Удаление изобарической интерференции 204Hg из 204Pb с использованием ICP-QQQ в режиме МС / МС (PDF) (Отчет). Стокпорт, Великобритания: Agilent Technologies.
  7. ^ А.Ю. Смирнов; В.Д. Борисевич; А. Сулаберидзе (июль 2012 г.). «Оценка удельной стоимости получения изотопа свинца-208 газовыми центрифугами с использованием различного сырья». Теоретические основы химической инженерии . 46 (4): 373–378. DOI : 10.1134 / S0040579512040161 . S2CID 98821122 . 
  8. ^ Пробел, B .; Реган, PH (2000). «Магические и дваждымагические ядра» . Новости ядерной физики . 10 (4): 20–27. DOI : 10.1080 / 10506890109411553 . S2CID 121966707 . 

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.
Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Isotopes_of_lead&oldid=1019175742#Lead-214 »