Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Protactinium-234 )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Основные изотопы протактиния  ( 91 Па)
ИзотопРазлагаться
избытокпериод полураспада ( т 1/2 )Режимпродукт
229 Пасин1,5 дняε229 Чт
230 Пасин17,4 гε230 Чт
231 Па100%3,276 × 10 4  гα227 Ас
232 Пасин1,31 дβ -232 U
233 Паслед26,967 гβ -233 U
234 Паслед6,75 чβ -234 U
234 м Паслед1,17 минβ -234 U
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Па)
  • 231.035 88 (2) [1]

Протактиний ( 91 Па) не имеет стабильных изотопов . Три встречающихся в природе изотопа позволяют задать стандартный атомный вес.

Было охарактеризовано 30 радиоизотопов протактиния, наиболее стабильным из которых является 231 Па с периодом полураспада 32 760 лет, 233 Па с периодом полураспада 26 967 дней и 230 Па с периодом полураспада 17,4 дня. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 1,6 суток, а у большинства из них период полураспада менее 1,8 секунды. Этот элемент также имеет пять мета-состояний : 217 м Па (t 1/2 1,15 миллисекунды), 220 м 1 Па (t 1/2  = 308 наносекунд), 220 м2 Па (t 1/2  = 69 наносекунд), 229 м 2 Па (t 1/2 = 69 наносекунд).Па (t 1/2  = 420 наносекунд) и 234 м Па (t 1/2  = 1,17 минуты).

Единственный в природе изотопы 231 Па, которое происходит как промежуточный продукт распада 235 U , 234 Па и 234m Па, оба из которых происходят в качестве промежуточных продуктов распада 238 U . 231 Па составляет почти весь природный протактиний.

Первичный режим распада для изотопов Па легче , чем (и в том числе) наиболее стабильного изотопом 231 Па является альфа - распадом , за исключением 228 Па до 230 Па, что в первую очередь распад с помощью электронного захвата к изотопам тория . Первичная мода для более тяжелых изотопов - это бета-минус (β - ) распад . Первичные продукты распада из 231 Па и изотопы протактиния и легче , чем в том числе 227 Па являются изотопами актиния и продукты распада первичными для более тяжелых изотопов протактиния являются изотопы урана .

Список изотопов [ править ]

Нуклид
[n 1]		Историческое
название		ZNИзотопная масса ( Да ) [n 2] [n 3]
Период полураспада
[n 4]		Режим распада
[n 5]		Дочерний изотоп
[n 6]		Спин и
четность
[n 7] [n 4]		Естественное изобилие (мольная доля)
Энергия возбужденияНормальная пропорцияДиапазон вариации
211 Па [2]911203,8 (+ 4,6−1,4) мсα207 Ac9 / 2- #
212 Па91121212.02320 (8)8 (5) мс
[5,1 (+ 61−19) мс]		α208 Ac7 + #
213 Па91122213.02111 (8)7 (3) мс
[5,3 (+ 40−16) мс]		α209 Ас9 / 2- #
214 Па91123214.02092 (8)17 (3) мсα210 АС
215 Па91124215.01919 (9)14 (2) мсα211 Ас9 / 2- #
216 Па91125216.01911 (8)105 (12) мсα (80%)212 Ас
β + (20%)216 Чт
217 Па91126217.01832 (6)3,48 (9) мсα213 Ас9 / 2- #
217 млн Па1860 (7) кэВ1.08 (3) мсα213 Ас29/2 + #
IT (редко)217 Па
218 Па91127218.020042 (26)0,113 (1) мсα214 Ас
219 Па91128219.01988 (6)53 (10) нсα215 Ас9 / 2-
β + (5 × 10 -9 %)219 Чт
220 Па91129220.02188 (6)780 (160) нсα216 Ac1− #
220 мл Па [3]34 (26) кэВ308 (+ 250-99) нсα216 Ac
220м2 Па [3]297 (65) кэВ69 (+ 330-30) нсα216 Ac
221 Па91130221.02188 (6)4,9 (8) мксα217 Ас9 / 2-
222 Па91131222.02374 (8) #3,2 (3) мсα218 Ас
223 Па91132223.02396 (8)5,1 (6) мсα219 Ас
β + (0,001%)223 Чт
224 Па91133224.025626 (17)844 (19) мсα (99,9%)220 В переменного тока5− #
β + (0,1%)224 Чт
225 Па91134225.02613 (8)1,7 (2) сα221 Ас5 / 2- #
226 Па91135226.027948 (12)1,8 (2) минα (74%)222 Ас
β + (26%)226 Чт
227 Па91136227.028805 (8)38,3 (3) минα (85%)223 Ас(5 / 2-)
ЭК (15%)227 Чт
228 Па91137228.031051 (5)22 (1) чβ + (98,15%)228 Чт3+
α (1,85%)224 Ас
229 Па91138229.0320968 (30)1,50 (5) гЭК (99,52%)229 Чт(5/2 +)
α (0,48%)225 АС
229 млн Па11,6 (3) кэВ420 (30) нс3 / 2-
230 Па91139230.034541 (4)17,4 (5) дβ + (91,6%)230 Чт(2-)
β - (8,4%)230 U
α (0,00319%)226 Ас
231 ПаПротоактиний91140231.0358840 (24)3,276 (11) × 10 4  гα227 Ас3 / 2-1,0000 [n 8]
КД (1,34 × 10 -9 %)207 Tl
24 Ne
SF (3 × 10 −10 %)(разные)
CD (10 -12 %)208 Пб
23 Ж
232 Па91141232.038592 (8)1,31 (2) дβ -232 U(2-)
ЭК (0,003%)232 Чт
233 Па91142233.0402473 (23)26.975 (13) дβ -233 U3 / 2-След [n 9]
234 ПаУран Z91143234.043308 (5)6,70 (5) чβ -234 U4+След [n 10]
SF (3 × 10 −10 %)(разные)
234 млн ПаУран X 2
Бревий		78 (3) кэВ1,17 (3) минβ - (99,83%)234 U(0-)След [n 10]
ИТ (0,16%)234 Па
SF (10 -10 %)(разные)
235 Па91144235.04544 (5)24,44 (11) минβ -235 U(3/2-)
236 Па91145236,04868 (21)9,1 (1) минβ -236 U1 (-)
β - , SF (6 × 10 −8 %)(разные)
237 Па91146237.05115 (11)8,7 (2) минβ -237 U(1/2 +)
238 Па91147238.05450 (6)2,27 (9) минβ -238 U(3 -) #
β - , SF (2,6 × 10 −6 %)(разные)
239 Па91148239.05726 (21) #1,8 (5) чβ -239 U(3/2) (- #)
240 Па91149240.06098 (32) #2 # минβ -240 U
  1. ^ m Па - 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. ^ a b # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  5. ^ Режимы распада:
    CD:Распад кластера
    EC:Электронный захват
    ЭТО:Изомерный переход
    SF:Самопроизвольное деление
  6. ^ Дочерний символ выделен жирным курсивом - Дочерний продукт почти стабилен.
  7. ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  8. ^ Промежуточный продукт распада из 235 U
  9. ^ Промежуточный продукт распада 237 Np
  10. ^ а б Промежуточный продукт распада 238 U

Актиниды и продукты деления [ править ]

Актиниды и продукты деления по периоду полураспада
  • v
  • т
  • е
Актиниды [4] по цепочке распадаПериод полураспада
( а )		Продукты деления из 235 U по доходности [5]
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 [6]249 Cfƒ242m Amƒ141–351 а

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

241 Amƒ251 Cfƒ [7]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

... ни более 15,7 млн ​​лет [8]

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

Протактиний-230 [ править ]

Протактиний-230 имеет 139 нейтронов и период полураспада 17,4 дня. Большая часть времени (92%), он подвергается бета плюс распад до 230 Th , с незначительным (8%) , бета-минус распад ветви , ведущей к 230 U . У него также очень редкая (0,003%) мода альфа-распада, приводящая к 226 Ас . [9] Это не встречается в природе , потому что его период полураспада короток и не обнаруживается в цепочках распада из 235 U, 238 U или 232 Th. Имеет массу 230,034541 ед.

Протактиний-230 представляет интерес как предшественник урана-230, изотопа, который рассматривался для использования в целевой терапии альфа-частицами (ТАТ). Он может быть получен протонным или дейтронным облучением морского тория. [10]

Протактиний-231 [ править ]

Трансмутации в ториевом топливном цикле
  • v
  • т
  • е
237 нп
↑
231 U←232 U↔233 U↔234 U↔235 U↔236 U→237 U
↓↑↑↑
231 Па→232 Па←233 Па→234 Па
↑↑
230 Чт→231 Чт←232 Чт→233 Чт
  • Нуклиды, выделенные курсивом на желтом фоне, имеют период полураспада менее 30 дней.
  • Нуклиды, выделенные жирным шрифтом, имеют период полураспада более 1000000 лет.
  • Нуклиды в красных кадрах являются делящимися

Протактиний-231 - самый долгоживущий изотоп протактиния с периодом полураспада 32 760 лет. В природе он содержится в следовых количествах как часть ряда актиния , который начинается с первичного изотопа урана-235 ; равновесная концентрация в урановой руды составляет 46,55 231 Па на миллион 235 U. В ядерных реакторах , он является одним из немногих долгоживущих радиоактивных актинидов , произведенных в качестве побочного продукта проецируемых ториевого топливного цикла , в результате (п, 2п) реакции, в которых быстрый нейтрон удаляет нейтрон из 232 Th или232 U , а также может разрушаться при захвате нейтронов, хотя сечение этой реакции также невелико.

энергия связи: 1759860 кэВ
энергия бета-распада: -382 кэВ

спин: 3/2 -
режим распада: альфа до 227 Ас, а также другие

возможные родительские нуклиды: бета от 231 Th, ЭК от 231 U, альфа от 235 Np.

Протактиний-233 [ править ]

Протактиний-233 также является частью ториевого топливного цикла. Это промежуточный продукт бета-распада тория-233 (полученного из природного тория-232 путем захвата нейтронов) и урана-233 (делящегося топлива ториевого цикла). Некоторые конструкции реакторов с ториевым циклом пытаются защитить Pa-233 от дальнейшего захвата нейтронов с образованием Pa-234 и U-234, которые не используются в качестве топлива.

Протактиний-234 [ править ]

Протактиний-234 является членом уранового ряда с периодом полураспада 6,70 часов. Он был открыт Отто Ханом в 1921 году. [11]

Протактиний-234m [ править ]

Протактиний-234m является членом уранового ряда с периодом полураспада 1,17 минуты. Он был открыт в 1913 году Казимиром Фаянсом и Освальдом Гельмутом Герингом , которые назвали его бревиумом из- за его короткого периода полураспада. [12] Около 99,8% распадов 234 Th образуют этот изомер вместо основного состояния (t 1/2  = 6,70 часа). [12]

Ссылки [ править ]

  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. ^ Auranen, К (3 сентября 2020). «Изучение границ ядерного ландшафта: свойства α-распада 211Pa» . Physical Review C . 102 (034305). DOI : 10.1103 / PhysRevC.102.034305 . Проверено 17 сентября 2020 года .
  3. ^ а б Хуанг, TH; и другие. (2018). «Идентификация нового изотопа 224 Np» (pdf) . Physical Review C . 98 (4): 044302. Bibcode : 2018PhRvC..98d4302H . DOI : 10.1103 / PhysRevC.98.044302 .
  4. ^ 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.
  5. ^ В частности, отделения U-235 тепловыми нейтронами , например, в типичном ядерном реакторе .
  6. ^ 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] ]. "
  7. ^ Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до " моря нестабильности ".
  8. ^ 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.
  9. ^ 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 .
  10. ^ Мастрен, Т .; Stein, BW; Паркер, Т. Г.; Радченко, В .; Коппинг, Р .; Оуэнс, А .; Wyant, LE; Brugh, M .; Козимор С.А.; Noriter, FM; Бирнбаум, ER; John, KD; Фассбендер, Мэн (2018). «Разделение протактиния с использованием серосодержащих экстракционных хроматографических смол» . Аналитическая химия . 90 (11): 7012–7017. DOI : 10.1021 / acs.analchem.8b01380 . ISSN 0003-2700 . PMID 29757620 .  
  11. ^ Фрай, К., и М. Thoennessen. «Открытие изотопов актиния, тория, протактиния и урана». 14 января 2012 г. По состоянию на 20 мая 2018 г. https://people.nscl.msu.edu/~thoennes/2009/ac-th-pa-u-adndt.pdf .
  12. ^ а б http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/Protactinium.pdf
  • 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.