Изотопы самария - Isotopes of samarium

Основные изотопы самарий  (₆₂См)

Изотоп Разлагаться изобилие период полураспада (т1/2) Режим продукт ^144См 3.08% стабильный ^145См син 340 г ε ^145Вечера ^146См син 6.8×10^7 у α ^142Nd ^147См 15.00% 1.06×10^11 у α ^143Nd ^148См 11.25% 7×10^15 у α ^144Nd ^149См 13.82% стабильный ^150См 7.37% стабильный ^151См син 88,8 года β^− ^151Европа ^152См 26.74% стабильный ^153См син 46.284 ч β^− ^153Европа ^154См 22.74% стабильный
Стандартный атомный вес Аr, стандарт(См)	150.36(2)[1]
Посмотреть разговаривать редактировать

Встречающиеся в природе самарий (₆₂Sm) состоит из пяти стабильных изотопы, ¹⁴⁴См, ¹⁴⁹См, ¹⁵⁰См, ¹⁵²Sm и ¹⁵⁴Sm, и два чрезвычайно долгоживущих радиоизотопы, ¹⁴⁷См (период полураспада: 1,06×10¹¹ у) и ¹⁴⁸См (7×10¹⁵ y), с ¹⁵²Sm является наиболее распространенным (26,75% природное изобилие ). ¹⁴⁶Sm также довольно долгоживущий (6,8 × 10⁷ y), но не является достаточно долгоживущим, чтобы выжить в значительных количествах с момента образования Солнечной системы на Земле, хотя он остается полезным для радиометрического датирования в Солнечной системе в качестве потухший радионуклид.^[2][3]

Помимо встречающихся в природе изотопов, самыми долгоживущими радиоизотопами являются ¹⁵¹Sm, имеющий период полураспада 88,8 лет,^[4] и ¹⁴⁵Sm, период полураспада которого составляет 340 дней. Все остальные радиоизотопы имеют период полураспада менее двух суток, а у большинства из них период полураспада менее 48 секунд. Этот элемент также имеет двенадцать известных изомеры с самым стабильным существом ^{141 кв.м.}Sm (t_1/2 22,6 минуты), ^143м1Sm (t_1/2 66 секунд) и ^{139 кв.м.}Sm (t_1/2 10,7 секунды).

Долгоживущие изотопы, ¹⁴⁶См, ¹⁴⁷Sm и ¹⁴⁸Sm, преимущественно распадаются на альфа-распад к изотопы неодима. Более легкие нестабильные изотопы самария распадаются преимущественно за счет захват электронов к изотопы прометия, а более тяжелые распадаются на бета-распад к изотопы европия.

Изотопы самария используются в самариево-неодимовое датирование для определения возрастных соотношений горных пород и метеоритов.

¹⁵¹Sm - это среднеактивный продукт деления и действует как нейтронный яд в ядерный топливный цикл. Конюшня продукт деления ¹⁴⁹Sm также является нейтронным ядом.

Список изотопов

Нуклид [n 1]	Z	N	Изотопная масса (Да ) [n 2][n 3]	Период полураспада [n 4][n 5]	Разлагаться Режим [n 6]	Дочь изотоп [n 7][n 8]	Вращение и паритет [n 9][n 5]	Природное изобилие (мольная доля)
	Энергия возбуждения[n 5]							Нормальная пропорция	Диапазон вариации
^128См	62	66	127.95808(54)#	0,5 # с			0+
^129См	62	67	128.95464(54)#	550 (100) мс			5/2+#
^130См	62	68	129.94892(43)#	1 # с	β^+	^130Вечера	0+
^131См	62	69	130.94611(32)#	1,2 (2) с	β^+	^131Вечера	5/2+#
					β^+, п (редко)	^130Nd
^132См	62	70	131.94069(32)#	4.0 (3) с	β^+	^132Вечера	0+
					β^+, п	^131Nd
^133См	62	71	132.93867(21)#	2,90 (17) с	β^+	^133Вечера	(5/2+)
					β^+, п	^132Nd
^134См	62	72	133.93397(21)#	10 (1) с	β^+	^134Вечера	0+
^135См	62	73	134.93252(17)	10,3 (5) с	β^+ (99.98%)	^135Вечера	(7/2+)
					β^+, п (0,02%)	^134Nd
^135 кв.м.См	0 (300) # кэВ			2,4 (9) с	β^+	^135Вечера	(3/2+, 5/2+)
^136См	62	74	135.928276(13)	47 (2) с	β^+	^136Вечера	0+
^136 кв.м.См	2264,7 (11) кэВ			15 (1) мкс			(8−)
^137См	62	75	136.92697(5)	45 (1) с	β^+	^137Вечера	(9/2−)
^137 кв.м.См	180 (50) # кэВ			20 # с	β^+	^137Вечера	1/2+#
^138См	62	76	137.923244(13)	3,1 (2) мин	β^+	^138Вечера	0+
^139См	62	77	138.922297(12)	2,57 (10) мин	β^+	^139Вечера	1/2+
^139 кв.м.См	457,40 (22) кэВ			10,7 (6) с	ЭТО (93.7%)	^139См	11/2−
					β^+ (6.3%)	^139Вечера
^140См	62	78	139.918995(13)	14,82 (12) мин	β^+	^140Вечера	0+
^141См	62	79	140.918476(9)	10,2 (2) мин	β^+	^141Вечера	1/2+
^141 кв.м.См	176.0 (3) кэВ			22,6 (2) мин	β^+ (99.69%)	^141Вечера	11/2−
					ИТ (0,31%)	^141См
^142См	62	80	141.915198(6)	72,49 (5) мин	β^+	^142Вечера	0+
^143См	62	81	142.914628(4)	8,75 (8) мин	β^+	^143Вечера	3/2+
^143м1См	753,99 (16) кэВ			66 (2) с	ИТ (99,76%)	^143См	11/2−
					β^+ (.24%)	^143Вечера
^143м2См	2793,8 (13) кэВ			30 (3) мс			23/2(−)
^144См	62	82	143.911999(3)	Наблюдательно стабильный[n 10]			0+	0.0307(7)
^144мСм	2323,60 (8) кэВ			880 (25) нс			6+
^145См	62	83	144.913410(3)	340 (3) сут	EC	^145Вечера	7/2−
^145 кв.м.См	8786.2 (7) кэВ			990 (170) нс [0,96 (+ 19−15) мкс]			(49/2+)
^146См	62	84	145.913041(4)	6.8(7)×10^7 у	α	^142Nd	0+	След
^147См[n 11][n 12][n 13]	62	85	146.9148979(26)	1.06(2)×10^11 у	α	^143Nd	7/2−	0.1499(18)
^148См[n 11]	62	86	147.9148227(26)	7(3)×10^15 у	α	^144Nd	0+	0.1124(10)
^149См[n 12][n 14]	62	87	148.9171847(26)	Наблюдательно стабильный[n 15]			7/2−	0.1382(7)
^150См	62	88	149.9172755(26)	Наблюдательно стабильный[n 16]			0+	0.0738(1)
^151См[n 12][n 14]	62	89	150.9199324(26)	88,8 (24) года	β^−	^151Европа	5/2−
^151 кв.м.См	261.13 (4) кэВ			1,4 (1) мкс			(11/2)−
^152См[n 12]	62	90	151.9197324(27)	Наблюдательно стабильный[n 17]			0+	0.2675(16)
^153См[n 12]	62	91	152.9220974(27)	46.284 (4) ч	β^−	^153Европа	3/2+
^153 кв.м.См	98,37 (10) кэВ			10,6 (3) мс	ЭТО	^153См	11/2−
^154См[n 12]	62	92	153.9222093(27)	Наблюдательно стабильный[n 18]			0+	0.2275(29)
^155См	62	93	154.9246402(28)	22,3 (2) мин	β^−	^155Европа	3/2−
^156См	62	94	155.925528(10)	9,4 (2) ч	β^−	^156Европа	0+
^156 кв.м.См	1397,55 (9) кэВ			185 (7) нс			5−
^157См	62	95	156.92836(5)	8,03 (7) мин	β^−	^157Европа	(3/2−)
^158См	62	96	157.92999(8)	5.30 (3) мин	β^−	^158Европа	0+
^159См	62	97	158.93321(11)	11.37 (15) с	β^−	^159Европа	5/2−
^160См	62	98	159.93514(21)#	9,6 (3) с	β^−	^160Европа	0+
^161См	62	99	160.93883(32)#	4.8 (8) с	β^−	^161Европа	7/2+#
^162См	62	100	161.94122(54)#	2,4 (5) с	β^−	^162Европа	0+
^163См	62	101	162.94536(75)#	1 # с	β^−	^163Европа	1/2−#
^164См	62	102	163.94828(86)#	500 # мс	β^−	^164Европа	0+
^165См	62	103	164.95298(97)#	200 # мс	β^−	^165Европа	5/2−#

1. ^мSm - возбужденный ядерный изомер.
2. () - Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
3. # - Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность, полученные не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов от массовой поверхности (ТМС ).
4. Жирный период полураспада - почти стабильный, период полураспада более чем возраст вселенной.
5. # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
6. Режимы распада:

   ЭТО:	Изомерный переход
   п:	Испускание протонов

7. Жирный курсив как дочь - Дочерний продукт почти стабилен.
8. Жирный символ как дочка - Дочерний продукт стабильный.
9. () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
10. Считается, что подвергнется β⁺β⁺ распадаться на ¹⁴⁴Nd
11. Изначальный радиоизотоп
12. Продукт деления
13. Используется в Самариево-неодимовое датирование
14. Нейтронный яд в реакторах
15. Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁵Nd с периодом полураспада более 2 × 10¹⁵ годы
16. Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁶Nd
17. Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁴⁸Nd
18. Считается, что подвергнется β⁻β⁻ распадаться на ¹⁵⁴Б-г с период полураспада более 2,3 × 10¹⁸ годы

Самарий-149

Самарий-149 (¹⁴⁹Sm) является стабильным изотопом самарий (предсказывается распад, но никаких распадов никогда не наблюдалось, что дает период полураспада, по крайней мере, на несколько порядков больше, чем возраст Вселенной), и продукт деления (доходность 1,0888%), что также является нейтрон -поглощающий ядерный яд со значительным влиянием на ядерный реактор операция, вторая после ¹³⁵Xe. Его нейтронное сечение это 40140 сараи за тепловые нейтроны.

Равновесная концентрация (и, следовательно, эффект отравления) достигает равновесного значения примерно за 500 часов (примерно 20 дней) работы реактора, и поскольку ¹⁴⁹Sm стабильна, концентрация остается практически постоянной при дальнейшей работе реактора.

Самарий-151

Среднесрочный
продукты деления

Опора: Единица измерения:	т½ (а )	Урожай (%)	Q * (кэВ )	βγ *
^155Европа	4.76	0.0803	252	βγ
^85Kr	10.76	0.2180	687	βγ
^113 кв.м.CD	14.1	0.0008	316	β
^90Sr	28.9	4.505	2826	β
^137CS	30.23	6.337	1176	βγ
^121 мSn	43.9	0.00005	390	βγ
^151См	88.8	0.5314	77	β

Урожай,% за деление^[5]

	Термический	Быстрый	14 МэВ
^232Чт	нет делящийся	0.399 ± 0.065	0.165 ± 0.035
^233U	0.333 ± 0.017	0.312 ± 0.014	0.49 ± 0.11
^235U	0.4204 ± 0.0071	0.431 ± 0.015	0.388 ± 0.061
^238U	нет делящийся	0.810 ± 0.012	0.800 ± 0.057
^239Пу	0.776 ± 0.018	0.797 ± 0.037	?
^241Пу	0.86 ± 0.24	0.910 ± 0.025	?

Самарий-151 (¹⁵¹Sm) имеет период полураспада 88,8 лет, претерпевает низкоэнергетический бета-распад и имеет выход продуктов деления 0,4203% для тепловых нейтронов и ²³⁵U, около 39% ¹⁴⁹Урожайность Sm. Урожайность несколько выше для ²³⁹Пу.

Его поглощение нейтронов поперечное сечение за тепловые нейтроны высокий на 15200 сараи, около 38% ¹⁴⁹Сечение поглощения Sm, что примерно в 20 раз больше, чем у ²³⁵U. Поскольку соотношение между производительностью и поглощением ¹⁵¹Sm и ¹⁴⁹Sm почти равны, два изотопа должны достичь одинаковых равновесных концентраций. С ¹⁴⁹Sm достигает равновесия примерно за 500 часов (20 дней), ¹⁵¹См должен достичь равновесия примерно за 50 дней.

Поскольку ядерное топливо используется несколько лет (сжечь ) в атомная электростанция, окончательная сумма ¹⁵¹См в отработанное ядерное топливо при разряде составляет лишь небольшую часть от общего ¹⁵¹Sm образуется при использовании топлива. Согласно одному исследованию, массовая доля ¹⁵¹Sm в отработавшем топливе около 0,0025 для тяжелой загрузки МОКС-топливо и примерно вдвое меньше, чем для уранового топлива, что примерно на два порядка меньше, чем массовая доля около 0,15 для среднеактивный продукт деления ¹³⁷CS.^[6] В энергия распада из ¹⁵¹Sm также примерно на порядок меньше, чем у ¹³⁷Cs. Низкая урожайность, низкая выживаемость и низкая энергия распада значит, что ¹⁵¹Sm имеет незначительную ядерные отходы влияние по сравнению с двумя основными среднеактивные продукты деления ¹³⁷CS и ⁹⁰Sr.

• Информационный бюллетень ANL

Самарий-153

Самарий-153 (¹⁵³Sm) имеет период полураспада 46,3 часа, подвергаясь β⁻ распадаться на ¹⁵³Европа. В составе самарий лексидронам, он используется в качестве паллиативного рак кости.^[7] Он обрабатывается организмом аналогично кальцию, и он селективно локализуется в кость.

Рекомендации

• Изотопные массы из:
  • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
• Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
  • де Лаэтер, Джон Роберт; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин Дж. Р .; Тейлор, Филип Д. П. (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 75 (6): 683–800. Дои:10.1351 / pac200375060683.
  • Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 78 (11): 2051–2066. Дои:10.1351 / pac200678112051. Сложить резюме.
• Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
  • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
  • 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.

1. Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.
2. Самир Маджи; и другие. (2006). «Разделение самария и неодима: предпосылка для получения сигналов ядерного синтеза». Аналитик. 131 (12): 1332–1334. Bibcode:2006Ана ... 131.1332М. Дои:10.1039 / b608157f. PMID  17124541.
3. Киношита, Н .; Пол, М .; Кашив Ю.А. Collon, P .; Deibel, C.M .; DiGiovine, B .; Greene, J.P .; Хендерсон, Д. Дж .; Jiang, C.L .; Marley, S.T .; Наканиши, Т .; Pardo, R.C .; Rehm, K. E .; Робертсон, Д .; Scott, R .; Schmitt, C .; Tang, X. D .; Vondrasek, R .; Ёкояма, А. (30 марта 2012 г.). «Более короткий период полураспада 146Sm, измеренный и последствия для хронологии 146Sm-142Nd в Солнечной системе». Наука. 335 (6076): 1614–1617. arXiv:1109.4805. Bibcode:2012Научная ... 335.1614K. Дои:10.1126 / science.1215510. ISSN  0036-8075. PMID  22461609.
4. Он, М .; Shen, H .; Ши, G .; Инь, X .; Tian, ​​W .; Цзян, С. (2009). "Период полураспада ¹⁵¹См переизмерен ». Физический обзор C. 80 (6). Bibcode:2009PhRvC..80f4305H. Дои:10.1103 / PhysRevC.80.064305.
5. https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Кумулятивные выходы деления, МАГАТЭ
6. Кристоф Демазьер. «Расчеты физики реакторов на МОКС-топливе в реакторах с кипящей водой (BWR)» (PDF). Агентство по ядерной энергии ОЭСР. Рисунок 2, страница 6
7. Баллантайн, Джейн К.; Фишман, Скотт М; Ратмелл, Джеймс П. (2009-10-01). Управление болью Боники. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 655–. ISBN  978-0-7817-6827-6. Получено 19 июля 2011.