Изотопы тантала - Isotopes of tantalum

Основные изотопы тантал  (₇₃Та)

Изотоп Разлагаться изобилие период полураспада (т1/2) Режим продукт ^177Та син 56,56 ч ε ^177Hf ^178Та син 2.36 часов ε ^178Hf ^179Та син 1.82 года ε ^179Hf ^180Та син 8.125 ч ε ^180Hf β^− ^180W 180мТа 0.012% стабильный ^181Та 99.988% стабильный ^182Та син 114,43 г β^− ^182W ^183Та син 5,1 г β^− ^183W
Стандартный атомный вес Аr, стандарт(Та)	180.94788(2)[1]
Посмотреть разговаривать редактировать

Естественный тантал (₇₃Ta) состоит из двух стабильных изотопы: ¹⁸¹Та (99,988%) и ^{180 м}
Та
(0.012%).

Также известно 35 искусственных радиоизотопы, самые долгоживущие из которых ¹⁷⁹Та с периодом полураспада 1,82 года, ¹⁸²Та с периодом полураспада 114,43 суток, ¹⁸³Та с периодом полураспада 5,1 суток, и ¹⁷⁷Та с периодом полураспада 56,56 часов. Все остальные изотопы имеют период полураспада менее суток, в большинстве случаев менее часа. Также существует множество изомеров, наиболее стабильные из которых (кроме ^{180 м}Ta) является ^178м1Та с периодом полураспада 2,36 часа.

Тантал был предложен в качестве "засолка "материал для ядерное оружие (кобальт другой, более известный засолочный материал). Куртка из ¹⁸¹Ta, облученный интенсивным потоком нейтронов высокой энергии от взрывающегося термоядерного оружия, трансмутировал бы в радиоактивный изотоп ¹⁸²
Та
с период полураспада 114,43 суток и производят примерно 1,12МэВ из гамма-излучение, значительно увеличивая радиоактивность оружия выпадать в течение нескольких месяцев. Неизвестно, что такое оружие когда-либо было построено, испытано или использовано.^[2]

Список изотопов

Нуклид [n 1]	Z	N	Изотопная масса (Да ) [n 2][n 3]	Период полураспада [n 4]	Разлагаться Режим [n 5]	Дочь изотоп [n 6][n 7]	Вращение и паритет [n 8][n 4]	Природное изобилие (мольная доля)
	Энергия возбуждения[n 4]							Нормальная пропорция	Диапазон вариации
^155 Та	73	82	154.97459(54)#	13 (4) мкс [12 (+ 4−3) мкс]			(11/2−)
^156 Та	73	83	155.97230(43)#	144 (24) мс	β^+ (95.8%)	^156Hf	(2−)
					п (4.2%)	^155Hf
^156 кв.м. Та	102 (7) кэВ			0,36 (4) с	п	^155Hf	9+
^157 Та	73	84	156.96819(22)	10,1 (4) мс	α (91%)	^153Лу	1/2+
					β^+ (9%)	^157Hf
^157м1 Та	22 (5) кэВ			4,3 (1) мс			11/2−
^157м2 Та	1593 (9) кэВ			1,7 (1) мс	α	^153Лу	(25/2−)
^158 Та	73	85	157.96670(22)#	49 (8) мс	α (96%)	^154Лу	(2−)
					β^+ (4%)	^158Hf
^158 кв.м. Та	141 (9) кэВ			36.0 (8) мс	α (93%)	^154Лу	(9+)
					ЭТО	^158Та
					β^+	^158Hf
^159 Та	73	86	158.963018(22)	1.04 (9) с	β^+ (66%)	^159Hf	(1/2+)
					α (34%)	^155Лу
^159 кв.м. Та	64 (5) кэВ			514 (9) мс	α (56%)	^155Лу	(11/2−)
					β^+ (44%)	^159Hf
^160 Та	73	87	159.96149(10)	1,70 (20) с	α	^156Лу	(2#)−
					β^+	^160Hf
^160 м Та	310 (90) # кэВ			1,55 (4) с	β^+ (66%)	^160Hf	(9)+
					α (34%)	^156Лу
^161 Та	73	88	160.95842(6)#	3 # с	β^+ (95%)	^161Hf	1/2+#
					α (5%)	^157Лу
^161 кв.м. Та	50 (50) # кэВ			2,89 (12) с			11/2−#
^162 Та	73	89	161.95729(6)	3,57 (12) с	β^+ (99.92%)	^162Hf	3+#
					α (0,073%)	^158Лу
^163 Та	73	90	162.95433(4)	10,6 (18) с	β^+ (99.8%)	^163Hf	1/2+#
					α (0,2%)	^159Лу
^164 Та	73	91	163.95353(3)	14,2 (3) с	β^+	^164Hf	(3+)
^165 Та	73	92	164.950773(19)	31.0 (15) с	β^+	^165Hf	5/2−#
^165 кв.м. Та	60 (30) кэВ						9/2−#
^166 Та	73	93	165.95051(3)	34,4 (5) с	β^+	^166Hf	(2)+
^167 Та	73	94	166.94809(3)	1,33 (7) мин	β^+	^167Hf	(3/2+)
^168 Та	73	95	167.94805(3)	2,0 (1) мин	β^+	^168Hf	(2−,3+)
^169 Та	73	96	168.94601(3)	4,9 (4) мин	β^+	^169Hf	(5/2+)
^170 Та	73	97	169.94618(3)	6,76 (6) мин	β^+	^170Hf	(3)(+#)
^171 Та	73	98	170.94448(3)	23,3 (3) мин	β^+	^171Hf	(5/2−)
^172 Та	73	99	171.94490(3)	36,8 (3) мин	β^+	^172Hf	(3+)
^173 Та	73	100	172.94375(3)	3,14 (13) ч	β^+	^173Hf	5/2−
^174 Та	73	101	173.94445(3)	1.14 (8) ч	β^+	^174Hf	3+
^175 Та	73	102	174.94374(3)	10,5 (2) ч	β^+	^175Hf	7/2+
^176 Та	73	103	175.94486(3)	8.09 (5) ч	β^+	^176Hf	(1)−
^176 мл Та	103.0 (10) кэВ			1,1 (1) мс	ЭТО	^176Та	(+)
^176м2 Та	1372,6 (11) + X кэВ			3,8 (4) мкс			(14−)
^176м3 Та	2820 (50) кэВ			0,97 (7) мс			(20−)
^177 Та	73	104	176.944472(4)	56,56 (6) ч	β^+	^177Hf	7/2+
^177м1 Та	73,36 (15) кэВ			410 (7) нс			9/2−
^177м2 Та	186.15 (6) кэВ			3,62 (10) мкс			5/2−
^177м3 Та	1355.01 (19) кэВ			5,31 (25) мкс			21/2−
^177м4 Та	4656,3 (5) кэВ			133 (4) мкс			49/2−
^178 Та	73	105	177.945778(16)	9,31 (3) мин	β^+	^178Hf	1+
^178м1 Та	100 (50) # кэВ			2.36 (8) ч	β^+	^178Hf	(7)−
^178м2 Та	1570 (50) # кэВ			59 (3) мс			(15−)
^178м3 Та	3000 (50) # кэВ			290 (12) мс			(21−)
^179 Та	73	106	178.9459295(23)	1,82 (3) года	EC	^179Hf	7/2+
^179м1 Та	30,7 (1) кэВ			1,42 (8) мкс			(9/2)−
^179м2 Та	520,23 (18) кэВ			335 (45) нс			(1/2)+
^179м3 Та	1252.61 (23) кэВ			322 (16) нс			(21/2−)
^179м4 Та	1317,3 (4) кэВ			9.0 (2) мс	ЭТО	^179Та	(25/2+)
^179м5 Та	1327.9 (4) кэВ			1,6 (4) мкс			(23/2−)
^179м6 Та	2639,3 (5) кэВ			54,1 (17) мс			(37/2+)
^180 Та	73	107	179.9474648(24)	8.152 (6) ч	ЭК (86%)	^180Hf	1+
					β^− (14%)	^180W
^180 мл Та	77,1 (8) кэВ			Наблюдательно стабильный[n 9][n 10]			9−	1.2(2)×10^−4
^180м2 Та	1452,40 (18) кэВ			31,2 (14) мкс			15−
^180м3 Та	3679.0 (11) кэВ			2,0 (5) мкс			(22−)
^180м4 Та	4171.0 + X кэВ			17 (5) мкс			(23, 24, 25)
^181 Та	73	108	180.9479958(20)	Наблюдательно стабильный[n 11]			7/2+	0.99988(2)
^181м1 Та	6.238 (20) кэВ			6,05 (12) мкс			9/2−
^181м2 Та	615.21 (3) кэВ			18 (1) мкс			1/2+
^181м3 Та	1485 (3) кэВ			25 (2) мкс			21/2−
^181м4 Та	2230 (3) кэВ			210 (20) мкс			29/2−
^182 Та	73	109	181.9501518(19)	114,43 (3) д	β^−	^182W	3−
^182м1 Та	16,263 (3) кэВ			283 (3) мс	ЭТО	^182Та	5+
^182м2 Та	519,572 (18) кэВ			15,84 (10) мин			10−
^183 Та	73	110	182.9513726(19)	5,1 (1) г	β^−	^183W	7/2+
^183 кв.м. Та	73,174 (12) кэВ			107 (11) нс			9/2−
^184 Та	73	111	183.954008(28)	8,7 (1) ч	β^−	^184W	(5−)
^185 Та	73	112	184.955559(15)	49,4 (15) мин	β^−	^185W	(7/2+)#
^185 кв.м. Та	1308 (29) кэВ			> 1 мс			(21/2−)
^186 Та	73	113	185.95855(6)	10,5 (3) мин	β^−	^186W	(2−,3−)
^186 кв.м. Та				1,54 (5) мин
^187 Та	73	114	186.96053(21)#	2 # мин [> 300 нс]	β^−	^187W	7/2+#
^188 Та	73	115	187.96370(21)#	20 # с [> 300 нс]	β^−	^188W
^189 Та	73	116	188.96583(32)#	3 # с [> 300 нс]			7/2+#
^190 Та	73	117	189.96923(43)#	0,3 # с

1. ^мТа - Возбужден 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 массовой поверхности (ТМС ).
4. # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
5. Режимы распада:

   EC:	Электронный захват
   ЭТО:	Изомерный переход
   п:	Испускание протонов

6. Жирный курсив как дочь - Дочерний продукт почти стабилен.
7. Жирный символ как дочка - Дочерний продукт стабильный.
8. () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
9. Единственный известный стабильный ядерный изомер, который, как полагают, распадается путем изомерного перехода на ¹⁸⁰Та, β⁻ распадаться на ¹⁸⁰W, или захват электрона на ¹⁸⁰Hf с периодом полураспада более 4,5 × 10¹⁶ годы
10. Один из немногих стабильных нечетно-нечетные ядра
11. Считается, что претерпевает α-распад до ¹⁷⁷Лу

Тантал-180м

Нуклид ^{180 м}
Та
(м обозначает метастабильный state) имеет достаточно энергии для распада тремя способами: изомерный переход к основное состояние из ¹⁸⁰
Та
, бета-распад к ¹⁸⁰
W
, и захват электронов к ¹⁸⁰
Hf
. Однако никакой радиоактивности от любого режима распада этого ядерный изомер когда-либо наблюдалось. Только нижний предел его период полураспада из более 10¹⁵ лет было установлено наблюдением. Очень медленный распад ^{180 м}
Та
приписывается его высокому спину (9 единиц) и низкому спину нижележащих состояний. Гамма- или бета-распад потребует удаления многих единиц углового момента за один шаг, так что процесс будет очень медленным.^[3]

Очень необычный характер ^{180 м}Та означает, что основное состояние этого изотопа менее стабильно, чем изомер. Это явление проявляется в висмут-210м (^{210 кв.м.}Би) и америций-242m (^{242 кв.м.}Am) среди других нуклидов. ¹⁸⁰
Та
имеет период полураспада всего 8 часов. ^{180 м}
Та
единственный встречающийся в природе ядерный изомер (без радиогенных и космогенных короткоживущих нуклидов). Также это самый редкий первичный нуклид во Вселенной наблюдается для любого элемента, имеющего какие-либо стабильные изотопы. В s-процесс звездная среда с тепловой энергией k Т = 26 кэВ (то есть при температуре 300 миллионов кельвинов), ядерные изомеры, как ожидается, будут полностью термализованы, что означает, что ¹⁸⁰Ta быстро переходит между состояниями спина, и его общий период полураспада, по прогнозам, составляет 11 часов.^[4]

По состоянию на 3 октября 2016 г. период полураспада ^{180 м}Ta рассчитывается из экспериментальных наблюдений как минимум 4.5×10¹⁶ (45 квадриллионов) лет.^[5][6]

Рекомендации

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. Д. Т. Вин; М. Аль Масум (2003). "Оружие массового поражения" (PDF). Успенский университетский журнал технологий. 6 (4): 199–219.
3. Квантовая механика для инженеров Леон ван Доммелен, Университет штата Флорида
4. П. Мор, Ф. Каппелер и Р. Галлино (2007). "Выживание самого редкого природного изотопа 180Ta в звездных условиях". Phys. Ред. C. 75: 012802. arXiv:astro-ph / 0612427. Дои:10.1103 / PhysRevC.75.012802.
5. Коновер, Эмили (2016-10-03). «Редчайшее ядро, не желающее распадаться». Получено 2016-10-05.
6. Ленерт, Бьёрн; Халт, Микаэль; Люттер, Гийом; Зубер, Кай (2017). "Поиск распада самого редкого изотопа природы ^{180 м}Та ". Физический обзор C. 95 (4): 044306. arXiv:1609.03725. Bibcode:2017PhRvC..95d4306L. Дои:10.1103 / PhysRevC.95.044306.

• 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; Блахот, 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.