Изотопы протактиния
Изотопы протактиния — разновидности атомов (и ядер) химического элемента протактиния, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.
Самый долгоживущий и наиболее распространенный (почти 100 %) изотоп протактиния, встречающийся в природе, протактиний-231, имеет период полураспада 32 760 лет и является продуктом распада урана-235. Гораздо меньшие следовые количества короткоживущего протактиния-234 и его ядерного изомера протактиния-234m встречаются в цепи распада урана-238. Протактиний-233 является результатом распада тория-233; этот распад используется для производства урана-233 путем нейтронного облучения тория-232. Он является нежелательным промежуточным продуктом в ядерных реакторах на основе тория и поэтому удаляется из активной зоны реактора во время процесса разведения. Анализ относительных концентраций различных изотопов урана, тория и протактиния в воде и минералах используется в радиоизотопном датировании отложений, возраст которых составляет до 175 000 лет, и при моделировании различных геологических процессов.
Таблица изотопов протактиния
[править | править код]| Символ нуклида |
Историческое название | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[1] (а. е. м.) |
Период полураспада[2] (T1/2) |
Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[2] |
Распространённость изотопа в природе |
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | ||||||||||
| 211Pa[3] | 91 | 120 | 3,8(+4,6−1,4) мс | α | 207Ac | 9/2−# | ||||
| 212Pa | 91 | 121 | 212,02320(8) | 8(5) мс [5,1(+61−19) мс] |
α | 208Ac | 7+# | |||
| 213Pa | 91 | 122 | 213,02111(8) | 7(3) мс [5,3(+40−16) мс] |
α | 209Ac | 9/2−# | |||
| 214Pa | 91 | 123 | 214,02092(8) | 17(3) мс | α | 210Ac | ||||
| 215Pa | 91 | 124 | 215,01919(9) | 14(2) мс | α | 211Ac | 9/2−# | |||
| 216Pa | 91 | 125 | 216,01911(8) | 105(12) мс | α (80%) | 212Ac | ||||
| β+ (20%) | 216Th | |||||||||
| 217Pa | 91 | 126 | 217,01832(6) | 3,48(9) мс | α | 213Ac | 9/2−# | |||
| 217mPa | 1860(7) кэВ | 1,08(3) мс | α | 213Ac | 29/2+# | |||||
| ИП (редко) | 217Pa | |||||||||
| 218Pa | 91 | 127 | 218,020042(26) | 0,113(1) мс | α | 214Ac | ||||
| 219Pa | 91 | 128 | 219,01988(6) | 53(10) нс | α | 215Ac | 9/2− | |||
| β+ (5⋅10−9%) | 219Th | |||||||||
| 220Pa | 91 | 129 | 220,02188(6) | 780(160) нс | α | 216Ac | 1−# | |||
| 220m1Pa[4] | 34(26) кэВ | 308(+250-99) нс | α | 216Ac | ||||||
| 220m2Pa[4] | 297(65) кэВ | 69(+330-30) нс | α | 216Ac | ||||||
| 221Pa | 91 | 130 | 221,02188(6) | 4,9(8) мкс | α | 217Ac | 9/2− | |||
| 222Pa | 91 | 131 | 222,02374(8)# | 3,2(3) мс | α | 218Ac | ||||
| 223Pa | 91 | 132 | 223,02396(8) | 5,1(6) мс | α | 219Ac | ||||
| β+ (0,001%) | 223Th | |||||||||
| 224Pa | 91 | 133 | 224,025626(17) | 844(19) мс | α (99,9%) | 220Ac | 5−# | |||
| β+ (0,1%) | 224Th | |||||||||
| 225Pa | 91 | 134 | 225,02613(8) | 1,7(2) с | α | 221Ac | 5/2−# | |||
| 226Pa | 91 | 135 | 226,027948(12) | 1,8(2) мин | α (74%) | 222Ac | ||||
| β+ (26%) | 226Th | |||||||||
| 227Pa | 91 | 136 | 227,028805(8) | 38,3(3) мин | α (85%) | 223Ac | (5/2−) | |||
| ЭЗ (15%) | 227Th | |||||||||
| 228Pa | 91 | 137 | 228,031051(5) | 22(1) ч | β+ (98,15%) | 228Th | 3+ | |||
| α (1,85%) | 224Ac | |||||||||
| 229Pa | 91 | 138 | 229,0320968(30) | 1,50(5) сут | ЭЗ (99,52%) | 229Th | (5/2+) | |||
| α (0,48%) | 225Ac | |||||||||
| 229mPa | 11,6(3) кэВ | 420(30) нс | 3/2− | |||||||
| 230Pa | 91 | 139 | 230,034541(4) | 17,4(5) сут | β+ (91,6%) | 230Th | (2−) | |||
| β− (8,4%) | 230U | |||||||||
| α (0,00319%) | 226Ac | |||||||||
| 231Pa | Протактиний | 91 | 140 | 231,0358840(24) | 3,276(11)⋅104 лет | α | 227Ac | 3/2− | 1,0000[n 1] | |
| КР (1,34⋅10−9%) | 207Tl 24Ne | |||||||||
| СД (3⋅10−10%) | (разные) | |||||||||
| КР (10−12%) | 208Pb 23F | |||||||||
| 232Pa | 91 | 141 | 232,038592(8) | 1,31(2) сут | β− | 232U | (2−) | |||
| ЭЗ (0,003%) | 232Th | |||||||||
| 233Pa | 91 | 142 | 233,0402473(23) | 26,975(13) сут | β− | 233U | 3/2− | |||
| 234Pa | Уран Z | 91 | 143 | 234,043308(5) | 6,70(5) ч | β− | 234U | 4+ | следовые количества[n 2] | |
| СД (3⋅10−10%) | (разные) | |||||||||
| 234mPa | Уран X2 Бревий |
78(3) кэВ | 1,17(3) мин | β− (99,83%) | 234U | (0−) | следовые количества[n 2] | |||
| ИП (0,16%) | 234Pa | |||||||||
| СД (10−10%) | (разные) | |||||||||
| 235Pa | 91 | 144 | 235,04544(5) | 24,44(11) мин | β− | 235U | (3/2−) | |||
| 236Pa | 91 | 145 | 236,04868(21) | 9,1(1) мин | β− | 236U | 1(−) | |||
| β−, СД (6⋅10−8%) | (разные) | |||||||||
| 237Pa | 91 | 146 | 237,05115(11) | 8,7(2) мин | β− | 237U | (1/2+) | |||
| 238Pa | 91 | 147 | 238,05450(6) | 2,27(9) мин | β− | 238U | (3−)# | |||
| β−, СД (2,6⋅10−6%) | (разные) | |||||||||
| 239Pa | 91 | 148 | 239,05726(21)# | 1,8(5) ч | β− | 239U | (3/2)(−#) | |||
| 240Pa | 91 | 149 | 240,06098(32)# | 2# мин | β− | 240U | ||||
Пояснения к таблице
[править | править код]- Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
- Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.
Примечания
[править | править код]- ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
- ↑ 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
- ↑ Auranen, K (3 September 2020). "Exploring the boundaries of the nuclear landscape: α-decay properties of 211Pa". Physical Review C. 102 (034305). doi:10.1103/PhysRevC.102.034305. Архивировано 7 марта 2022. Дата обращения: 17 сентября 2020.
- ↑ 1 2 Huang, T.H.; et al. (2018). "Identification of the new isotope 224Np" (pdf). Physical Review C. 98 (4): 044302. Bibcode:2018PhRvC..98d4302H. doi:10.1103/PhysRevC.98.044302.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||