A protaktínium izotópjai

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A protaktíniumnak (Pa) nincs stabil izotópja. A természetben három izotópja fordul elő, így standard atomtömege meghatározható.

Standard atomtömeg: 231,03588(2) u

29 radioizotópját írták le, közülük a legstabilabbak a 231Pa (felezési ideje 32 760 év), a 233Pa (26,967 nap) és a 230Pa (17,4 nap). A többi izotóp felezési ideje 1,6 napnál rövidebb, a többségé a 2 másodpercet sem éri el. 3 magizomerje ismert, a 217mPa (t1/2 1,15 ms), a 229mPa (t1/2 420 ns) és a 234mPa (t1/2 1,17 perc).

A természetben csak a 231Pa izotóp – mely az 235U bomlási sorában köztitermék –, valamint a 234Pa és 234mPa fordul elő, utóbbiak az 238U bomlási sorának tagjai. A természetes protaktínium szinte teljes egészében 231Pa-ből áll.

A legstabilabb (231Pa), valamint az annál könnyebb izotópok elsősorban alfa-bomlóak, a 228Pa–230Pa kivételével, melyek elsősorban elektronbefogással a tórium izotópjaivá alakulnak. A nehezebb izotópok főként negatív béta-bomlóak). A 231Pa és 227Pa-nál könnyebb izotópok bomlásterméke aktínium, a nehezebbeké főként urán.

Protaktínium-230[szerkesztés]

A protaktínium-230-ban 139 neutron található, felezési ideje 17,4 nap. Negatív béta-bomlással 230U-má alakul. A természetben nem található meg, mivel felezési ideje nagyon rövid és nem fordul elő az 235U, 238U vagy a 232Th bomlásai sorában. Atomtömege 230,034541 gramm/mol.

Protaktínium-231[szerkesztés]

A protaktínium-231 a protaktínium leghosszabb élettartamú izotópja, felezési ideje 32 760 év. Nyomokban a természetben is előfordul mint a primordiális urán-235-tel kezdődő aktíniumsorozat egyik tagja, uránércekben az egyensúlyi koncentrációja 46,55 231Pa per egymillió 235U. Az atomreaktorokban egyike annak a néhány hosszú felezési idejű radioaktív aktinoidának, mely a tervezett tórium fűtőanyagciklus melléktermékeként, (n,2n) reakció során keletkezik 232Th-ből vagy 232U-ből, amikor is egy gyors neutron kilök egy neutront a magból; illetve ez az izotóp tovább is alakulhat neutronbefogás révén, bár ennek a reakciónak a befogási keresztmetszete is alacsony.

kötési energia: 1 759 860 keV
béta-bomlási energia: −382 keV

spin: 3/2−
bomlási mód: alfa-bomlással 227Ac-té, de egyéb bomlási módok is ismertek

lehetséges anyanuklidok: béta-bomlással 231Th-ből, elektronbefogással 231U-ből, alfa-bomlással 235Np-ből.

Protaktínium-233[szerkesztés]

A protaktínium-233 is részt vesz a tórium fűtőanyagciklusban. Köztitermék a – tórium-232-ből neutronbefogás révén keletkező – béta-bomló tórium-233 és urán-233 (a tóriumciklus hasadóanyaga) között. A tóriumciklusú reaktorok némelyik konstrukciója megpróbálja megvédeni a Pa-233-at a további neutronbefogástól, elkerülendő a Pa-234 és U-234 keletkezését, melyek nem használhatóak fűtőanyagként.

Táblázat[szerkesztés]

nuklid
jele
történelmi
név
Z(p) N(n)  
izotóptömeg (u)
 
felezési idő bomlási
mód(ok)[1][m 1]
leány-
izotóp(ok)[m 2]
magspin jellemző
izotóp-
összetétel
(móltört)
természetes
ingadozás
(móltört)
gerjesztési energia
212Pa 91 121 212,02320(8) 8(5) ms
[5,1(+61−19) ms]
7+#
213Pa 91 122 213,02111(8) 7(3) ms
[5,3(+40−16) ms]
α 209Ac 9/2−#
214Pa 91 123 214,02092(8) 17(3) ms α 210Ac
215Pa 91 124 215,01919(9) 14(2) ms α 211Ac 9/2−#
216Pa 91 125 216,01911(8) 105(12) ms α (80%) 212Ac
β+ (20%) 216Th
217Pa 91 126 217,01832(6) 3,48(9) ms α 213Ac 9/2−#
217mPa 1860(7) keV 1,08(3) ms α 213Ac 29/2+#
IT (ritka) 217Pa
218Pa 91 127 218,020042(26) 0,113(1) ms α 214Ac
219Pa 91 128 219,01988(6) 53(10) ns α 215Ac 9/2−
β+ (5·10−9%) 219Th
220Pa 91 129 220,02188(6) 780(160) ns α 216Ac 1−#
221Pa 91 130 221,02188(6) 4,9(8) µs α 217Ac 9/2−
222Pa 91 131 222,02374(8)# 3,2(3) ms α 218Ac
223Pa 91 132 223,02396(8) 5,1(6) ms α 219Ac
β+ (0,001%) 223Th
224Pa 91 133 224,025626(17) 844(19) ms α (99,9%) 220Ac 5−#
β+ (0,1%) 224Th
225Pa 91 134 225,02613(8) 1,7(2) s α 221Ac 5/2−#
226Pa 91 135 226,027948(12) 1,8(2) perc α (74%) 222Ac
β+ (26%) 226Th
227Pa 91 136 227,028805(8) 38,3(3) perc α (85%) 223Ac (5/2−)
EC (15%) 227Th
228Pa 91 137 228,031051(5) 22(1) óra β+ (98,15%) 228Th 3+
α (1,85%) 224Ac
229Pa 91 138 229,0320968(30) 1,50(5) nap EC (99,52%) 229Th (5/2+)
α (0,48%) 225Ac
229mPa 11,6(3) keV 420(30) ns 3/2−
230Pa 91 139 230,034541(4) 17,4(5) nap β+ (91,6%) 230Th (2−)
β (8,4%) 230U
α (0,00319%) 226Ac
231Pa protoaktínium 91 140 231,0358840(24) 3,276(11)·104 év α 227Ac 3/2− 1,0000[m 3]
CD (1,34·10−9%) 207Tl
24Ne
SF (3·10−10%) (többféle)
CD (10−12%) 208Pb
23F
232Pa 91 141 232,038592(8) 1,31(2) nap β 232U (2−)
EC (0,003%) 232Th
233Pa 91 142 233,0402473(23) 26,975(13) nap β 233U 3/2−
234Pa urán Z 91 143 234,043308(5) 6,70(5) óra β 234U 4+ nyomokban[m 4]
SF (3·10−10%) (többféle)
234mPa urán X2
brevium
78(3) keV 1,17(3) perc β (99,83%) 234U (0−) nyomokban[m 4]
IT (0,16%) 234Pa
SF (10−10%) (többféle)
235Pa 91 144 235,04544(5) 24,44(11) perc β 235U (3/2−)
236Pa 91 145 236,04868(21) 9,1(1) perc β 236U 1(−)
β, SF (6·10−8%) (többféle)
237Pa 91 146 237,05115(11) 8,7(2) perc β 237U (1/2+)
238Pa 91 147 238,05450(6) 2,27(9) perc β 238U (3−)#
β, SF (2,6·10−6%) (többféle)
239Pa 91 148 239,05726(21)# 1,8(5) óra β 239U (3/2)(−#)
240Pa 91 149 240,06098(32)# 2# perc β 240U
  1. Rövidítések:
    CD: Klaszterbomlás
    EC: Elektronbefogás
    IT: Izomer átmenet
    SF: Spontán maghasadás
  2. A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve
  3. Az urán-235 bomlási sor tagja
  4. ^ a b Az urán-238 bomlási sor tagja

Megjegyzések[szerkesztés]

  • A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek.
  • A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg.

Hivatkozások[szerkesztés]

  1. http://www.nucleonica.net/unc.aspx

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of protactinium című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

A tórium izotópjai A protaktínium izotópjai Az urán izotópjai
Izotópok listája