| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Zr) |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Встречающийся в природе цирконий ( 40 Zr) состоит из четырех стабильных изотопов (из которых один может быть обнаружен в будущем радиоактивным) и одного очень долгоживущего радиоизотопа ( 96 Zr), первичного нуклида, который распадается посредством двойного бета-распада с наблюдаемым период полураспада 2,0 × 10 19 лет; [3] он также может претерпевать единичный бета-распад , который еще не наблюдается, но теоретически предсказанное значение t 1/2 составляет 2,4 × 10 20 лет. [4] Второй по стабильности радиоизотоп - 93 Zr., период полураспада которого составляет 1,53 миллиона лет. Было обнаружено тридцать других радиоизотопов. Все они имеют период полураспада менее суток, за исключением 95 Zr (64,02 дня), 88 Zr (83,4 дня) и 89 Zr (78,41 часа). Первичная мода распада - это захват электронов для изотопов легче 92 Zr, а первичная мода для более тяжелых изотопов - бета-распад.
Список изотопов [ править ]
Нуклид [n 1] | Z | N | Изотопная масса ( Да ) [n 2] [n 3] | Период полураспада [n 4] [n 5] | Режим распада | Дочерний изотоп [n 6] | Спин и паритет [n 7] [n 5] | Естественное изобилие (мольная доля) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения | Нормальная пропорция | Диапазон вариации | |||||||
78 Zr | 40 | 38 | 77.95523 (54) # | 50 # мс [> 170 нс] | 0+ | ||||
79 Zr | 40 | 39 | 78.94916 (43) # | 56 (30) мс | β + , p | 78 Sr | 5/2 + # | ||
β + | 79 Л | ||||||||
80 Zr | 40 | 40 | 79,9404 (16) | 4.6 (6) с | β + | 80 Y | 0+ | ||
81 Zr | 40 | 41 год | 80.93721 (18) | 5.5 (4) с | β + (> 99,9%) | 81 У | (3/2 -) # | ||
β + , p (<0,1%) | 80 Sr | ||||||||
82 Zr | 40 | 42 | 81.93109 (24) # | 32 (5) с | β + | 82 Л | 0+ | ||
83 Zr | 40 | 43 год | 82,92865 (10) | 41,6 (24) с | β + (> 99,9%) | 83 Л | (1/2 -) # | ||
β + , p (<0,1%) | 82 Sr | ||||||||
84 Zr | 40 | 44 год | 83.92325 (21) # | 25,9 (7) мин | β + | 84 Y | 0+ | ||
85 Zr | 40 | 45 | 84.92147 (11) | 7,86 (4) мин | β + | 85 Y | 7/2 + | ||
85m Zr | 292.2 (3) кэВ | 10,9 (3) с | IT (92%) | 85 Zr | (1 / 2-) | ||||
β + (8%) | 85 Y | ||||||||
86 Zr | 40 | 46 | 85,91647 (3) | 16,5 (1) ч | β + | 86 Y | 0+ | ||
87 Zr | 40 | 47 | 86.914816 (9) | 1,68 (1) ч | β + | 87 Y | (9/2) + | ||
87m Zr | 335,84 (19) кэВ | 14.0 (2) с | ЭТО | 87 Zr | (1/2) - | ||||
88 Zr [n 8] | 40 | 48 | 87.910227 (11) | 83,4 (3) сут | EC | 88 Y | 0+ | ||
89 Zr | 40 | 49 | 88,908890 (4) | 78,41 (12) ч | β + | 89 Y | 9/2 + | ||
89m Zr | 587,82 (10) кэВ | 4,161 (17) мин | ИТ (93,77%) | 89 Zr | 1 / 2- | ||||
β + (6,23%) | 89 Y | ||||||||
90 Zr [n 9] | 40 | 50 | 89.9047044 (25) | Стабильный | 0+ | 0,5145 (40) | |||
90 мл Zr | 2319.000 (10) кэВ | 809,2 (20) мс | ЭТО | 90 Zr | 5- | ||||
90м2 Zr | 3589,419 (16) кэВ | 131 (4) нс | 8+ | ||||||
91 Zr [n 9] | 40 | 51 | 90,9056458 (25) | Стабильный | 5/2 + | 0,1122 (5) | |||
91m Zr | 3167,3 (4) кэВ | 4,35 (14) мкс | (21/2 +) | ||||||
92 Zr [n 9] | 40 | 52 | 91.9050408 (25) | Стабильный | 0+ | 0,1715 (8) | |||
93 Zr [n 10] | 40 | 53 | 92.9064760 (25) | 1,53 (10) × 10 6 лет | β - (73%) | 93m Nb | 5/2 + | ||
β - (27%) | 93 Nb | ||||||||
94 Zr [n 9] | 40 | 54 | 93.9063152 (26) | Наблюдательно стабильный [n 11] | 0+ | 0,1738 (28) | |||
95 Zr [n 9] | 40 | 55 | 94.9080426 (26) | 64,032 (6) д | β - | 95 Nb | 5/2 + | ||
96 Zr [n 12] [n 9] | 40 | 56 | 95.9082734 (30) | 20 (4) × 10 18 лет | β - β - [n 13] | 96 Пн | 0+ | 0,0280 (9) | |
97 Zr | 40 | 57 год | 96.9109531 (30) | 16,744 (11) ч | β - | 97m Nb | 1/2 + | ||
98 Zr | 40 | 58 | 97.912735 (21) | 30,7 (4) с | β - | 98 Nb | 0+ | ||
99 Zr | 40 | 59 | 98.916512 (22) | 2,1 (1) с | β - | 99m Nb | 1/2 + | ||
100 Zr | 40 | 60 | 99,91776 (4) | 7,1 (4) с | β - | 100 Nb | 0+ | ||
101 Zr | 40 | 61 | 100.92114 (3) | 2.3 (1) с | β - | 101 Nb | 3/2 + | ||
102 Zr | 40 | 62 | 101.92298 (5) | 2,9 (2) с | β - | 102 Nb | 0+ | ||
103 Zr | 40 | 63 | 102.92660 (12) | 1,3 (1) с | β - | 103 Nb | (5 / 2-) | ||
104 Zr | 40 | 64 | 103.92878 (43) # | 1,2 (3) с | β - | 104 Nb | 0+ | ||
105 Zr | 40 | 65 | 104.93305 (43) # | 0,6 (1) с | β - (> 99,9%) | 105 Nb | |||
β - , n (<0,1%) | 104 Nb | ||||||||
106 Zr | 40 | 66 | 105.93591 (54) # | 200 # мс [> 300 нс] | β - | 106 Nb | 0+ | ||
107 Zr | 40 | 67 | 106.94075 (32) # | 150 # мс [> 300 нс] | β - | 107 Nb | |||
108 Zr | 40 | 68 | 107.94396 (64) # | 80 # мс [> 300 нс] | β - | 108 Nb | 0+ | ||
109 Zr | 40 | 69 | 108.94924 (54) # | 60 # мс [> 300 нс] | |||||
110 Zr | 40 | 70 | 109.95287 (86) # | 30 # мс [> 300 нс] | 0+ | ||||
111 Zr [6] | 40 | 71 | |||||||
112 Zr [6] | 40 | 72 | 0+ | ||||||
113 Zr [7] | 40 | 73 | |||||||
114 Zr [8] | 40 | 74 | 0+ |
- ^ m Zr - 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 # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
- ^ Дочерний символ жирным шрифтом - дочерний продукт стабилен.
- ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Второй по мощности известный поглотитель нейтронов
- ^ a b c d e f Продукт деления
- ^ Долгоживущий продукт деления
- ^ Считается, что он распадается на β - β - до 94 Mo с периодом полураспада более 1,1 × 10 17 лет
- ^ Первичный радионуклид
- ^ Теориятакже подвергаются β - распад в 96 Nb с частичным полураспадом большечем 2,4 × 10 19 г [5]
Цирконий-88 [ править ]
88 Zr является радиоизотопный из циркония с периодом полураспада 83,4 дней. В январе 2019 года, этот изотоп был обнаружен у захвата нейтронов сечение приблизительно 861000 житницы; это на несколько порядков больше, чем прогнозировалось, и больше, чем у любого другого нуклида, кроме ксенона-135 . [9]
Цирконий-89 [ править ]
89 Zr представляет собой радиоизотоп циркония с периодом полураспада 78,41 часа. Его получают протонным облучением природного иттрия-89. Его самый выдающийся гамма-фотон имеет энергию 909 кэВ.
Цирконий-89 используется в специализированных диагностических приложениях с использованием позитронно-эмиссионной томографии [10] , например, с использованием антител, меченных цирконием-89 (иммуно-ПЭТ). [11] Таблицу распада см. Мария Восян. «Цирконий-89 ( 89 Zr)» . Cyclotron.nl.
Цирконий-93 [ править ]
Тепловой | Быстрый | 14 МэВ | |
---|---|---|---|
232 Чт | не делящийся | 6,70 ± 0,40 | 5,58 ± 0,16 |
233 U | 6,979 ± 0,098 | 6,94 ± 0,07 | 5,38 ± 0,32 |
235 U | 6,346 ± 0,044 | 6,25 ± 0,04 | 5,19 ± 0,31 |
238 U | не делящийся | 4,913 ± 0,098 | 4,53 ± 0,13 |
239 Pu | 3,80 ± 0,03 | 3,82 ± 0,03 | 3,0 ± 0,3 |
241 Pu | 2,98 ± 0,04 | 2,98 ± 0,33 | ? |
Нуклид | т 1 / 2 | Урожай | Энергия распада [a 1] | Режим распада |
---|---|---|---|---|
( Ма ) | (%) [a 2] | ( кэВ ) | ||
99 Тс | 0,211 | 6,1385 | 294 | β |
126 Sn | 0,230 | 0,1084 | 4050 [a 3] | β γ |
79 Se | 0,327 | 0,0447 | 151 | β |
93 Zr | 1,53 | 5,4575 | 91 | βγ |
135 Cs | 2.3 | 6.9110 [a 4] | 269 | β |
107 Pd | 6.5 | 1,2499 | 33 | β |
129 Я | 15,7 | 0,8410 | 194 | βγ |
|
93 Zr представляет собой радиоизотоп из циркония с периодом полураспада 1,53 миллионов лет, распадающихсясчет эмиссии низкоэнергетического бета - частицы . 73% распадов заселить в возбужденное состояние из ниобия -93, который распадается с периодом полураспада 14 лет и низкой энергии гамма - лучей до стабильного основного состояния 93 Nb, а остальные 27% распадов непосредственно заполнять основное состояние. [13] Это один из 7 долгоживущих продуктов деления . Низкая удельная активность и низкая энергия его излучения ограничивают радиоактивную опасность этого изотопа.
Ядерное деление производит его с выходом деления 6,3% (деление тепловыми нейтронами 235 U), наравне с другими наиболее распространенными продуктами деления. Ядерные реакторы обычно содержат большое количество циркония в качестве топливного стержня оболочки (см циркалоя ) и нейтронного облучения 92 Zr также производят некоторые 93 Zr, хотя это ограниченно 92 низкий Zr в захвате нейтронов сечения 0,22 барна .
93 Zr также имеет низкий захвата нейтронов поперечное сечение 0,7 барн. [14] [15] Цирконий деления большей части состоит из других изотопов; другой изотоп со значительным сечением поглощения нейтронов - 91 Zr с поперечным сечением 1,24 барна. 93 Zr является менее привлекательным кандидатом для удаления по ядерной трансмутации , чем 99 Tc и 129 I . Подвижность в почве относительно низкая, поэтому геологическое захоронение может быть адекватным решением.
Ссылки [ править ]
- ^ Притыченко, Борис; Третьяк, В. "Принятые данные о двойном бета-распаде" . Национальный центр ядерных данных . Проверено 11 февраля 2008 .
- ^ 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 .
- ^ «Список принятых значений распада двойного бета (ββ)» . Национальный центр ядерных данных, Брукхейвенская национальная лаборатория.
- ^ Х. Хейсканен; М. Т. Мустонен; Дж. Сухонен (30 марта 2007 г.). «Теоретический период полураспада для бета-распада 96 Zr» . Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц . 34 (5): 837–843. DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 34/5/005 .
- ^ Финч, ЮЗ; Торнов, В. (2016). «Поиски β-распада 96 Zr» . Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция A: Ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование . 806 : 70–74. Bibcode : 2016NIMPA.806 ... 70F . DOI : 10.1016 / j.nima.2015.09.098 .
- ^ а б [1]
- ^ [2]
- ^ [3]
- ^ Шустерман, JA; Скельцо, Северная Дакота; Томас, KJ; Норман, EB; Lapi, SE; Loveless, CS; Питерс, штат Нью-Джерси; Робертсон, JD; Шонесси, DA; Тончев А.П. (2019). «Удивительно большое сечение захвата нейтронов 88 Zr» . Природа . 565 (7739): 328–330. Bibcode : 2019Natur.565..328S . DOI : 10.1038 / s41586-018-0838-Z . ОСТИ 1512575 . PMID 30617314 . S2CID 57574387 .
- ^ Дилворт, Джонатан Р .; Паску, София I. (2018). «Химия ПЭТ с цирконием-89». Обзоры химического общества . 47 (8): 2554–2571. DOI : 10.1039 / C7CS00014F . PMID 29557435 .
- ^ Ван Донген, Джорджия; Восьян, MJ (август 2010 г.). «Иммуно-позитронно-эмиссионная томография: проливает свет на клиническую терапию антителами». Биотерапия рака и радиофармпрепараты . 25 (4): 375–85. DOI : 10,1089 / cbr.2010.0812 . PMID 20707716 .
- ^ MB Chadwick et al, "ENDF / B-VII.1: Ядерные данные для науки и техники: поперечные сечения, ковариации, выход продуктов деления и данные о распаде", Nucl. Таблицы данных 112 (2011) 2887. (доступно на www-nds.iaea.org/exfor/endf.htm)
- ^ Кассета, P .; Chartier, F .; Isnard, H .; Fréchou, C .; Laszak, I .; Degros, JP; Bé, MM; Lépy, MC; Тартес, И. (2010). «Определение схемы распада и периода полураспада 93 Zr» . Прикладное излучение и изотопы . 68 (1): 122–130. DOI : 10.1016 / j.apradiso.2009.08.011 . PMID 19734052 .
- ^ "ENDF / B-VII.1 Zr-93 (n, g)" . Национальный центр ядерных данных, Брукхейвенская национальная лаборатория. 2011-12-22 . Проверено 20 ноября 2014 .
- ^ С. Накамура; и другие. (2007). «Сечения захвата тепловых нейтронов циркония-91 и циркония-93 методом мгновенной гамма-спектроскопии». Журнал ядерной науки и технологий . 44 (1): 21–28. DOI : 10.1080 / 18811248.2007.9711252 . S2CID 96087661 .
- 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.