A szamárium izotópjai

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A természetes szamárium (Sm) öt stabil – 144Sm, 149Sm, 150Sm, 152Sm és 154Sm – és két rendkívül hosszú élettartamú radioaktív izotópból – 147Sm (1,06·1011 év) és 148Sm (7·1015 év) – áll, melyek közül a leggyakoribb a 152Sm (természetes előfordulása 26,75%). A 146Sm felezési ideje is elég hosszú (1,03·108 év), de a természetben mára már csak nyomokban található meg, az eredeti, szupernóva robbanás nukleoszintézise során keletkezett mennyisége szinte teljesen elbomlott azóta.[1]

A természetben is fellelhető izotópokon kívül a leghosszabb életűek a 151Sm (felezési ideje 96,6 év [2]) és a 145Sm (340 nap). A többi izotóp felezési ideje 2 napnál rövidebb, a többségé a 48 másodpercet sem éri el. 12 magizomerje ismert, közülük a legstabilabbak a 141mSm (t1/2 22,6 perc), 143m1Sm (t1/2 66 másodperc) és 139mSm (t1/2 10,7 másodperc).

Hosszú élettartamú izotópjai – a 146Sm, a 147Sm és a 148Sm – elsősorban alfa-bomlóak, és neodímiummá alakulnak át. A kisebb atomtömegű instabil szamárizotópok főként elektronbefogással bomlanak, melynek során prométium keletkezik; a nehezebb izotópokból pedig negatív béta-bomlás során európiumizotópok jönnek létre.

A szamáriumizotópokat kőzetek és meteoritok korának meghatározására használják (szamárium-neodímium kormeghatározás).

A 151Sm közepes felezési idejű hasadási termék és egyben reaktorméreg. A maghasadás során keletkező stabil 149Sm is reaktorméreg.

Standard atomtömeg: 150,36(2) u

Szamárium-149[szerkesztés]

A 149Sm a szamárium egyik látszólag stabil izotópja (a várakozások szerint radioaktív, de bomlását még nem figyelték meg, ami alapján felezési ideje több nagyságrenddel nagyobb az univerzum koránál) és hasadási termék (hasadási hozama 1,0888%). Ez az izotóp is jó neutronelnyelő és így reaktorméreg, mely jelentős hatással van az atomreaktorok üzemeltetésére; fontosságát tekintve csak a 135Xe előzi meg. Termikus neutronokra a neutronbefogási hatáskeresztmetszete 40 140 barn.

Egyensúlyi koncentrációja (és így mérgező hatása) mintegy 500 üzemóra (körülbelül 20 nap) alatt alakul ki, és mivel stabil izotóp, mennyisége a reaktor további működése alatt lényegében nem változik.

Szamárium-151[szerkesztés]

A 151Sm felezési ideje 96,6 év, kis energiájú béta-bomlással alakul át. Urán-235-ből termikus neutronok hatására 0,4203%-ban képződő hasadási termék, ez a 149Sm hasadási hozamának mintegy 39%-a. 239Pu-ból valamivel nagyobb mennyiségben keletkezik.

A befogási hatáskeresztmetszete termikus neutronokra nagy, 15 200 barn, ez a 149Sm-ének 38%-a vagy 20x-osa a 235U-énak. Mivel a 151Sm és 149Sm keletkezési és elnyelési sebességének aránya csaknem megegyezik, a két izotóp egyensúlya koncentrációjának is hasonló értéket kell elérnie. Mivel a 149Sm mintegy 500 óra (20 nap) alatt kerül egyensúlyba, a 151Sm-nek is mintegy 50 nap kellhet az egyensúly beálltához.

Táblázat[szerkesztés]

nuklid
jele
Z(p) N(n)  
izotóptömeg (u)
 
felezési idő[m 1] bomlási
mód(ok)[3][m 2]
leány-
izotóp(ok)[m 3]
magspin jellemző
izotóp-
összetétel
(móltört)
természetes
ingadozás
(móltört)
gerjesztési energia
128Sm 62 66 127,95808(54)# 0,5# s 0+
129Sm 62 67 128,95464(54)# 550(100) ms 5/2+#
130Sm 62 68 129,94892(43)# 1# s β+ 130Pm 0+
131Sm 62 69 130,94611(32)# 1,2(2) s β+ 131Pm 5/2+#
β+, p (ritka) 130Nd
132Sm 62 70 131,94069(32)# 4,0(3) s β+ 132Pm 0+
β+, p 131Nd
133Sm 62 71 132,93867(21)# 2,90(17) s β+ 133Pm (5/2+)
β+, p 132Nd
134Sm 62 72 133,93397(21)# 10(1) s β+ 134Pm 0+
135Sm 62 73 134,93252(17) 10,3(5) s β+ (99,98%) 135Pm (7/2+)
β+, p (0,02%) 134Nd
135mSm 0(300)# keV 2,4(9) s β+ 135Pm (3/2+,5/2+)
136Sm 62 74 135,928276(13) 47(2) s β+ 136Pm 0+
136mSm 2264,7(11) keV 15(1) µs (8−)
137Sm 62 75 136,92697(5) 45(1) s β+ 137Pm (9/2−)
137mSm 180(50)# keV 20# s β+ 137Pm 1/2+#
138Sm 62 76 137,923244(13) 3,1(2) perc β+ 138Pm 0+
139Sm 62 77 138,922297(12) 2,57(10) perc β+ 139Pm 1/2+
139mSm 457,40(22) keV 10,7(6) s IT (93,7%) 139Sm 11/2−
β+ (6,3%) 139Pm
140Sm 62 78 139,918995(13) 14,82(12) perc β+ 140Pm 0+
141Sm 62 79 140,918476(9) 10,2(2) perc β+ 141Pm 1/2+
141mSm 176,0(3) keV 22,6(2) perc β+ (99,69%) 141Pm 11/2−
IT (0,31%) 141Sm
142Sm 62 80 141,915198(6) 72,49(5) perc β+ 142Pm 0+
143Sm 62 81 142,914628(4) 8,75(8) perc β+ 143Pm 3/2+
143m1Sm 753,99(16) keV 66(2) s IT (99,76%) 143Sm 11/2−
β+ (0,24%) 143Pm
143m2Sm 2793,8(13) keV 30(3) ms 23/2(−)
144Sm 62 82 143,911999(3) Látszólag stabil[m 4] 0+ 0,0307(7)
144mSm 2323,60(8) keV 880(25) ns 6+
145Sm 62 83 144,913410(3) 340(3) nap EC 145Pm 7/2−
145mSm 8786,2(7) keV 990(170) ns
[0,96(+19-15) µs]
(49/2+)
146Sm[m 5] 62 84 145,913041(4) 1,03(5)·108 év α 142Nd 0+ nyomokban
147Sm[m 5][m 6][m 7] 62 85 146,9148979(26) 1,06(2)·1011 év α 143Nd 7/2− 0,1499(18)
148Sm[m 5] 62 86 147,9148227(26) 7(3)·1015 év α 144Nd 0+ 0,1124(10)
149Sm[m 6][m 8] 62 87 148,9171847(26) Látszólag stabil[m 9] 7/2− 0,1382(7)
150Sm 62 88 149,9172755(26) Látszólag stabil[m 10] 0+ 0,0738(1)
151Sm[m 6][m 8] 62 89 150,9199324(26) 96,6(24) év β 151Eu 5/2−
151mSm 261,13(4) keV 1,4(1) µs (11/2)−
152Sm[m 6] 62 90 151,9197324(27) Látszólag stabil[m 11] 0+ 0,2675(16)
153Sm[m 6] 62 91 152,9220974(27) 46,284(4) óra β 153Eu 3/2+
153mSm 98,37(10) keV 10,6(3) ms IT 153Sm 11/2−
154Sm[m 6] 62 92 153,9222093(27) Látszólag stabil[m 12] 0+ 0,2275(29)
155Sm 62 93 154,9246402(28) 22,3(2) perc β 155Eu 3/2−
156Sm 62 94 155,925528(10) 9,4(2) óra β 156Eu 0+
156mSm 1397,55(9) keV 185(7) ns 5−
157Sm 62 95 156,92836(5) 8,03(7) perc β 157Eu (3/2−)
158Sm 62 96 157,92999(8) 5,30(3) perc β 158Eu 0+
159Sm 62 97 158,93321(11) 11,37(15) s β 159Eu 5/2−
160Sm 62 98 159,93514(21)# 9,6(3) s β 160Eu 0+
161Sm 62 99 160,93883(32)# 4,8(8) s β 161Eu 7/2+#
162Sm 62 100 161,94122(54)# 2,4(5) s β 162Eu 0+
163Sm 62 101 162,94536(75)# 1# s β 163Eu 1/2−#
164Sm 62 102 163,94828(86)# 500# ms β 164Eu 0+
165Sm 62 103 164,95298(97)# 200# ms β 165Eu 5/2−#
  1. A világegyetem koránál hosszabb felezési idejű (csaknem stabil) izotópok félkövérrel vannak kiemelve
  2. Rövidítések:
    EC: Elektronbefogás
    IT: Izomer átmenet
  3. A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve, a majdnem stabilak (melyek felezési ideje a világegyetem koránál hosszabb) félkövér dőlttel vannak jelölve
  4. A várakozások szerint α-bomlással 140Nd-né vagy β+β+-bomlással 144Nd-né alakul
  5. ^ a b c Primordiális radionuklid
  6. ^ a b c d e f Hasadási termék
  7. A szamárium–neodímium kormeghatározás során használják
  8. ^ a b Reaktorméreg
  9. A várakozások szerint α-bomlással 145Nd-té alakul több mint 2·1015 év felezési idővel
  10. A várakozások szerint α-bomlással 146Nd-tá alakul
  11. A várakozások szerint α-bomlással 148Nd-cá alakul
  12. A várakozások szerint β-β--bomlással 154Gd-gyé alakul több mint 2,3·1018 év felezési idővel

Megjegyzések[szerkesztés]

  • Ismeretesek olyan geológiai minták, amelyek izotóp-összetétele a szokásos értékeken kívül van. Az atomtömeg bizonytalansága ezeknél meghaladhatja a jelzett hibahatárt.
  • 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. Samir Maji (2006). „Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis”. Analyst 131 (12), 1332–1334. o. DOI:10.1039/b608157f. PMID 17124541.  
  2. (2009) „Half-life of 151Sm remeasured”. Physical Review C 80 (6). DOI:10.1103/PhysRevC.80.064305.  
  3. http://www.nucleonica.net/unc.aspx

Fordítás[szerkesztés]

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

Források[szerkesztés]

A prométium izotópjai A szamárium izotópjai Az európium izotópjai
Izotópok listája