Izotopy cyrkonu - Isotopes of zirconium

Główne izotopy cyrkonu   ( 40 Zr)
Izotop Rozkład
obfitość okres półtrwania ( t 1/2 ) tryb produkt
88 Zr syn 83,4 d ε 88 Y
γ –
89 Zr syn 78,4 godz ε 89 Y
β + 89 Y
γ –
90 Zr 51,45% stabilny
91 Zr 11,22% stabilny
92 Zr 17,15% stabilny
93 Zr namierzać 1,53×10 6  lat β − 93 Nb
94 Zr 17,38% stabilny
96 Zr 2,80% 2,0×10 19  lat β − β − 96 miesięcy
Standardowa masa atomowa A r, standard (Zr) 91.224(2)

Naturalnie występujący cyrkon ( 40 Zr) składa się z czterech stabilnych izotopów (z których jeden może w przyszłości zostać uznany za radioaktywny) i jednego bardzo długożyciowego radioizotopu ( 96 Zr), pierwotnego nuklidu, który rozpada się poprzez podwójny rozpad beta z obserwowanym okres półtrwania 2,0×10 19 lat; może również ulegać pojedynczemu rozpadowi beta , czego jeszcze nie obserwujemy, ale teoretycznie przewidywana wartość t 1/2 to 2,4×10 20 lat. Drugim najbardziej stabilnym radioizotopem jest 93 Zr , którego okres półtrwania wynosi 1,53 miliona lat. Zaobserwowano trzydzieści innych radioizotopów. Wszystkie mają okresy półtrwania krótsze niż jeden dzień, z wyjątkiem 95 Zr (64,02 dni), 88 Zr (83,4 dni) i 89 Zr (78,41 godzin). Podstawowym trybem rozpadu jest wychwytywanie elektronów dla izotopów lżejszych niż 92 Zr, a głównym trybem dla cięższych izotopów jest rozpad beta.

Lista izotopów

Nuklid
 Z n Masa izotopowa ( Da )
 Pół życia
Tryb zaniku
 Córka
izotopu
 Spin i
parzystość
 Obfitość naturalna (ułamek molowy)
Energia wzbudzenia Normalna proporcja Zakres zmienności
78 Zr 40 38 77.95523(54)# 50# ms
[>170 ns] 		0+
79 Zr 40 39 78.94916(43)# 56 (30) ms β + , p 78 Sr 5/2+#
β + 79 Y
80 Zr 40 40 79.9404(16) 4,6(6) s β + 80 Y 0+
81 Zr 40 41 80.93721(18) 5,5(4) s β + (>99,9%) 81 Y (3/2−)#
β + , p (<.1%) 80 Sr
82 Zr 40 42 81.93109(24)# 32(5) s β + 82 Y 0+
83 Zr 40 43 82.92865(10) 41,6(24) s β + (>99,9%) 83 Y (1/2−)#
β + , p (<.1%) 82 Sr
84 Zr 40 44 83.92325(21)# 25,9 (7) min β + 84 Y 0+
85 Zr 40 45 84.92147(11) 7.86(4) min β + 85 Y 7/2+
85m Zr 292,2(3) keV 10.9(3) informatyka (92%) 85 Zr (1/2−)
β + (8%) 85 Y
86 Zr 40 46 85.91647(3) 16,5 (1) godz β + 86 Y 0+
87 Zr 40 47 86.914816(9) 1,68(1) godz β + 87 Y (9/2)+
87m Zr 335,84 (19) keV 14.0(2) TO 87 Zr (1/2)−
88 Zr 40 48 87.910227(11) 83.4(3) d WE 88 Y 0+
89 Zr 40 49 88.908890(4) 78.41(12) godz β + 89 Y 9/2+
89m Zr 587,82 (10) keV 4,161(17) min informatyka (93,77%) 89 Zr 1/2−
β + (6,23%) 89 Y
90 Zr 40 50 89.9047044(25) Stabilny 0+ 0.5145(40)
90m1 Zr 2319.000(10) keV 809,2 (20) ms TO 90 Zr 5-
90m2 Zr 3589.419(16) keV 131 ust. 4 8+
91 Zr 40 51 90.9056458(25) Stabilny 5/2+ 0.1122(5)
91 mln Zr 3167,3(4) keV 4.35(14) μs (21/2+)
92 Zr 40 52 91.9050408(25) Stabilny 0+ 0.1715(8)
93 Zr 40 53 92.9064760(25) 1,53(10)×10 6  lat β − (73%) 93 mln Nb 5/2+
β − (27%) 93 Nb
94 Zr 40 54 93.9063152(26) Obserwacyjnie stabilny 0+ 0.1738(28)
95 Zr 40 55 94.9080426(26) 64.032(6) d β − 95 Nb 5/2+
96 Zr 40 56 95.9082734(30) 20(4)×10 18  lat β − β − 96 miesięcy 0+ 0,0280(9)
97 Zr 40 57 96.9109531(30) 16.744(11) godz β − 97m Nb 1/2+
98 Zr 40 58 97.912735(21) 30,7(4) s β − 98 Nb 0+
99 Zr 40 59 98.916512(22) 2.1(1) β − 99m Nb 1/2+
100 Zr 40 60 99.91776(4) 7,1(4) β − 100 Nb 0+
101 Zr 40 61 100.92114(3) 2.3(1) s β − 101 Nb 3/2+
102 Zr 40 62 101.92298(5) 2,9(2) β − 102 Nb 0+
103 Zr 40 63 102.92660(12) 1.3(1) β − 103 Nb (5/2−)
104 Zr 40 64 103.92878(43)# 1.2(3) β − 104 Nb 0+
105 Zr 40 65 104.93305(43)# 0,6(1) s β − (>99,9%) 105 Nb
β − , n (<.1%) 104 Nb
106 Zr 40 66 105.93591(54)# 200# ms
[>300 ns] 		β − 106 Nb 0+
107 Zr 40 67 106.94075(32)# 150# ms
[>300 ns] 		β − 107 Nb
108 Zr 40 68 107.94396(64)# 80# ms
[>300 ns] 		β − 108 Nb 0+
109 Zr 40 69 108.94924(54)# 60# ms
[>300 ns]
110 Zr 40 70 109.95287(86)# 30# ms
[>300 ns] 		0+
111 Zr 40 71
112 Zr 40 72 0+
113 Zr 40 73
114 Zr 40 74 0+
Ten nagłówek i stopka tabeli:
  1. ^ m Zr – wzbudzony izomer jądrowy .
  2. ^ ( ) – Niepewność (1 σ ) podawana jest zwięźle w nawiasach po odpowiednich ostatnich cyfrach.
  3. ^ # – Masa atomowa oznaczona #: wartość i niepewność pochodząca nie z danych czysto eksperymentalnych, ale przynajmniej częściowo z trendów z Powierzchni Masy (TMS).
  4. ^ Pogrubiony okres półtrwania  – prawie stabilny, okres półtrwania dłuższy niż wiek wszechświata .
  5. ^ a b # – Wartości oznaczone # nie pochodzą wyłącznie z danych eksperymentalnych, ale przynajmniej częściowo z trendów sąsiednich nuklidów (TNN).
  6. ^ Pogrubiony symbol jako córka – Produkt Córka jest stabilny.
  7. ^ ( ) wartość spinu — wskazuje spin ze słabymi argumentami przypisania.
  8. ^ Drugi najpotężniejszy znany absorber neutronów
  9. ^ a b c d e f Produkt rozszczepienia
  10. ^ Długożyciowy produkt rozszczepienia
  11. ^ Uważa się, że rozpada się o β − β − do 94 Mo z okresem półtrwania powyżej 1,1×10 17 lat
  12. ^ Pierwotny radionuklid
  13. ^ Teoretycznie ulegają również rozpadowi β − do 96 Nb z częściowym okresem półtrwania większym niż 2,4 × 10 19  lat

Cyrkon-88

88 Zr jest radioizotopów z cyrkonu z okresem półtrwania 83,4 dni. W styczniu 2019 r. odkryto, że ten izotop ma przekrój wychwytywania neutronów wynoszący około 861 000 barn; jest to o kilka rzędów wielkości większe niż przewidywano i większe niż w przypadku jakiegokolwiek innego nuklidu z wyjątkiem ksenonu-135 .

Cyrkon-89

89 Zr jest radioizotopem cyrkonu o okresie półtrwania 78,41 godziny. Jest wytwarzany przez napromieniowanie protonem naturalnego itru-89. Jego najbardziej widoczny foton gamma ma energię 909 keV.

Zirconium-89 jest wykorzystywany w specjalistycznych zastosowaniach diagnostycznych z wykorzystaniem obrazowania pozytronowej tomografii emisyjnej , na przykład z przeciwciałami znakowanymi cyrkonem-89 (immuno-PET). Aby zapoznać się z tabelą rozkładu, zobacz Maria Vosjan. „Cyrkon-89 ( 89 Zr)” . Cyklotron.nl.

Cyrkon-93

Wydajność , % na rozszczepienie
Termiczny Szybko 14 MeV
232 Th nie rozszczepialny 6,70 ± 0,40 5,58 ± 0,16
233 U 6,979 ± 0,098 6,94 ± 0,07 5,38 ± 0,32
235 jednostek 6,346 ± 0,044 6,25 ± 0,04 5,19 ± 0,31
238 U nie rozszczepialny 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 ?
Nuklid t 1 ⁄ 2 Dawać
Energia rozpadu
Tryb zaniku
( Ma ) (%) ( keV )
99 Tc 0,211 6.1385 294 β
126 Sn 0,230 0,1084 4050 β γ
79 Se 0,327 0,0447 151 β
93 Zr 1,53 5.4575 91 βγ
135 Cs 2,3 6,9110 269 β
107 Pd 6,5 1.2499 33 β
129 I 15,7 0,8410 194 βγ

93 Zr jest izotop promieniotwórczy z cyrkonu o okresie półtrwania od 1,53 milionów lat, rozpadająca się poprzez emisję o niskiej energii cząstek beta . 73% rozpadów zapełniania się stanie wzbudzonym z niobu -93, który rozpada się z półokresem 14 lat, i o niskiej energii promieniowania gamma do stanu stabilnego podłoża 93 Nb, podczas gdy pozostałe 27% rozpadów bezpośrednio wypełnienia stanu podstawowego. Jest to jeden z zaledwie 7 długowiecznych produktów rozszczepienia . Niska aktywność właściwa i niska energia jego promieniowania ograniczają zagrożenia radioaktywne tego izotopu.

Rozszczepienie jądrowe wytwarza go z wydajnością rozszczepienia 6,3% (termiczne rozszczepienie neutronów 235 U), na równi z innymi najbardziej rozpowszechnionymi produktami rozszczepienia. Reaktory jądrowe zwykle zawierają duże ilości cyrkonu jako płaszcza pręta paliwowego (patrz cyrkal ), a napromieniowanie neutronami 92 Zr również wytwarza około 93 Zr, chociaż jest to ograniczone przez niski przekrój wychwytywania neutronów 92 Zr wynoszący 0,22 bary .

93 Zr ma również niski przekrój wychwytywania neutronów wynoszący 0,7 barn. Większość cyrkonu rozszczepionego składa się z innych izotopów; drugi izotop o znacznym przekroju absorpcji neutronów to 91 Zr o przekroju 1,24 bary. 93 Zr jest mniej atrakcyjnym kandydatem do unieszkodliwienia przez transmutację jądrową niż 99 Tc i 129 I . Mobilność w glebie jest stosunkowo niska, więc geologiczne usuwanie może być odpowiednim rozwiązaniem.

Bibliografia