A tantál izotópjai

A természetes tantál (Ta) két stabil izotópból áll: ¹⁸¹Ta (99,988%) és ^180mTa (0,012%). Utóbbi (amint a tömegszám utáni m jelzi) metastabil magizomer, mely elegendő energiával rendelkezik háromféle bomlási módhoz is: izomer átmenettel alapállapotú ¹⁸⁰Ta keletkezhet, béta-bomlással ¹⁸⁰W-ná vagy elektronbefogás révén ¹⁸⁰Hf-ná alakulhat. Ennek az izomernek még semmilyen radioaktív bomlását sem figyelték meg, ez alapján a felezési idejére csak alsó korlát ismert: több, mint 10¹⁵ év. A ^180mTa rendkívül lassú bomlását a bomlással járó nagy (9 egységnyi) spinváltozás következménye. A gamma- vagy a béta-bomlás során a magnak egyetlen lépésben kellene több egységnyi impulzusmomentumtól megszabadulnia, ami nagyon lelassítja a folyamatot.^[1]

A ^180mTa szokatlan természetét jól mutatja az a tény, hogy az alapállapotú ¹⁸⁰Ta felezési ideje mindössze 8 óra. A ^180mTa az egyetlen természetes magizomer, egyben a stabil izotóppal rendelkező elemek között a legritkább primordiális nuklid.

35 mesterséges radioizotópját írták le, közülük a legstabilabb a ¹⁷⁹Ta (felezési ideje 1,82 év), a ¹⁸²Ta (114,43 nap), a ¹⁸³Ta (5,1 nap) és a ¹⁷⁷Ta (56,56 óra). A többi izotóp felezési ideje egy napnál rövidebb, a többségé az egy órát sem éri el. Számos magizomerje ismert, közülük a legstabilabb (a ^180mTa-t leszámítva) a ^178m1Ta (felezési ideje 2,36 óra).

Az ismertebb kobalt mellett a tantál alkalmazhatósága is felmerült atomfegyverek pusztító hatásának növeléséhez. Ha a termonukleáris bomba köré ¹⁸¹Ta tartalmú köpenyt helyeznének, akkor a robbanás során fellépő intenzív, nagy energiájú neutronsugárzás hatására radioaktív ¹⁸²Ta keletkezne, mely kb. 1,12 MeV energiájú gamma-sugarakat bocsát ki 114,43 napos felezési idővel, ami több hónapig jelentősen megnövelné a radioaktív kihullásból származó sugárzást. Valószínűleg soha nem gyártottak, és nem is teszteltek vagy használtak ilyen fegyvert.

Standard atomtömeg: 180,94788(2) u

Táblázat[szerkesztés]

nuklid jele	Z(p)	N(n)	izotóptömeg (u)	felezési idő	bomlási mód(ok)^[2]^{[m 1]}	leány- izotóp(ok)^{[m 2]}	magspin	jellemző izotóp- összetétel (móltört)	természetes ingadozás (móltört)
nuklid jele	gerjesztési energia			felezési idő	bomlási mód(ok)^[2]^{[m 1]}	leány- izotóp(ok)^{[m 2]}	magspin	jellemző izotóp- összetétel (móltört)	természetes ingadozás (móltört)
¹⁵⁵Ta	73	82	154,97459(54)#	13(4) µs [12(+4−3) µs]			(11/2−)
¹⁵⁶Ta	73	83	155,97230(43)#	144(24) ms	β⁺ (95,8%)	¹⁵⁶Hf	(2−)
¹⁵⁶Ta	73	83	155,97230(43)#	144(24) ms	p (4,2%)	¹⁵⁵Hf	(2−)
^156mTa	102(7) keV			0,36(4) s	p	¹⁵⁵Hf	9+
¹⁵⁷Ta	73	84	156,96819(22)	10,1(4) ms	α (91%)	¹⁵³Lu	1/2+
¹⁵⁷Ta	73	84	156,96819(22)	10,1(4) ms	β⁺ (9%)	¹⁵⁷Hf	1/2+
^157m1Ta	22(5) keV			4,3(1) ms			11/2−
^157m2Ta	1593(9) keV			1,7(1) ms	α	¹⁵³Lu	(25/2−)
¹⁵⁸Ta	73	85	157,96670(22)#	49(8) ms	α (96%)	¹⁵⁴Lu	(2−)
¹⁵⁸Ta	73	85	157,96670(22)#	49(8) ms	β⁺ (4%)	¹⁵⁸Hf	(2−)
^158mTa	141(9) keV			36,0(8) ms	α (93%)	¹⁵⁴Lu	(9+)
					IT	¹⁵⁸Ta
					β⁺	¹⁵⁸Hf
¹⁵⁹Ta	73	86	158,963018(22)	1,04(9) s	β⁺ (66%)	¹⁵⁹Hf	(1/2+)
¹⁵⁹Ta	73	86	158,963018(22)	1,04(9) s	α (34%)	¹⁵⁵Lu	(1/2+)
^159mTa	64(5) keV			514(9) ms	α (56%)	¹⁵⁵Lu	(11/2−)
^159mTa	64(5) keV			514(9) ms	β⁺ (44%)	¹⁵⁹Hf	(11/2−)
¹⁶⁰Ta	73	87	159,96149(10)	1,70(20) s	α	¹⁵⁶Lu	(2#)−
¹⁶⁰Ta	73	87	159,96149(10)	1,70(20) s	β⁺	¹⁶⁰Hf	(2#)−
^160mTa	310(90)# keV			1,55(4) s	β⁺ (66%)	¹⁶⁰Hf	(9)+
^160mTa	310(90)# keV			1,55(4) s	α (34%)	¹⁵⁶Lu	(9)+
¹⁶¹Ta	73	88	160,95842(6)#	3# s	β⁺ (95%)	¹⁶¹Hf	1/2+#
¹⁶¹Ta	73	88	160,95842(6)#	3# s	α (5%)	¹⁵⁷Lu	1/2+#
^161mTa	50(50)# keV			2,89(12) s			11/2−#
¹⁶²Ta	73	89	161,95729(6)	3,57(12) s	β⁺ (99,92%)	¹⁶²Hf	3+#
¹⁶²Ta	73	89	161,95729(6)	3,57(12) s	α (0,073%)	¹⁵⁸Lu	3+#
¹⁶³Ta	73	90	162,95433(4)	10,6(18) s	β⁺ (99,8%)	¹⁶³Hf	1/2+#
¹⁶³Ta	73	90	162,95433(4)	10,6(18) s	α (0,2%)	¹⁵⁹Lu	1/2+#
¹⁶⁴Ta	73	91	163,95353(3)	14,2(3) s	β⁺	¹⁶⁴Hf	(3+)
¹⁶⁵Ta	73	92	164,950773(19)	31,0(15) s	β⁺	¹⁶⁵Hf	5/2−#
^165mTa	60(30) keV						9/2−#
¹⁶⁶Ta	73	93	165,95051(3)	34,4(5) s	β⁺	¹⁶⁶Hf	(2)+
¹⁶⁷Ta	73	94	166,94809(3)	1,33(7) perc	β⁺	¹⁶⁷Hf	(3/2+)
¹⁶⁸Ta	73	95	167,94805(3)	2,0(1) perc	β⁺	¹⁶⁸Hf	(2−,3+)
¹⁶⁹Ta	73	96	168,94601(3)	4,9(4) perc	β⁺	¹⁶⁹Hf	(5/2+)
¹⁷⁰Ta	73	97	169,94618(3)	6,76(6) perc	β⁺	¹⁷⁰Hf	(3)(+#)
¹⁷¹Ta	73	98	170,94448(3)	23,3(3) perc	β⁺	¹⁷¹Hf	(5/2−)
¹⁷²Ta	73	99	171,94490(3)	36,8(3) perc	β⁺	¹⁷²Hf	(3+)
¹⁷³Ta	73	100	172,94375(3)	3,14(13) óra	β⁺	¹⁷³Hf	5/2−
¹⁷⁴Ta	73	101	173,94445(3)	1,14(8) óra	β⁺	¹⁷⁴Hf	3+
¹⁷⁵Ta	73	102	174,94374(3)	10,5(2) óra	β⁺	¹⁷⁵Hf	7/2+
¹⁷⁶Ta	73	103	175,94486(3)	8,09(5) óra	β⁺	¹⁷⁶Hf	(1)−
^176m1Ta	103,0(10) keV			1,1(1) ms	IT	¹⁷⁶Ta	(+)
^176m2Ta	1372,6(11)+X keV			3,8(4) µs			(14−)
^176m3Ta	2820(50) keV			0,97(7) ms			(20−)
¹⁷⁷Ta	73	104	176,944472(4)	56,56(6) óra	β⁺	¹⁷⁷Hf	7/2+
^177m1Ta	73,36(15) keV			410(7) ns			9/2−
^177m2Ta	186,15(6) keV			3,62(10) µs			5/2−
^177m3Ta	1355,01(19) keV			5,31(25) µs			21/2−
^177m4Ta	4656,3(5) keV			133(4) µs			49/2−
¹⁷⁸Ta	73	105	177,945778(16)	9,31(3) perc	β⁺	¹⁷⁸Hf	1+
^178m1Ta	100(50)# keV			2,36(8) óra	β⁺	¹⁷⁸Hf	(7)−
^178m2Ta	1570(50)# keV			59(3) ms			(15−)
^178m3Ta	3000(50)# keV			290(12) ms			(21−)
¹⁷⁹Ta	73	106	178,9459295(23)	1,82(3) év	EC	¹⁷⁹Hf	7/2+
^179m1Ta	30,7(1) keV			1,42(8) µs			(9/2)−
^179m2Ta	520,23(18) keV			335(45) ns			(1/2)+
^179m3Ta	1252,61(23) keV			322(16) ns			(21/2−)
^179m4Ta	1317,3(4) keV			9,0(2) ms	IT	¹⁷⁹Ta	(25/2+)
^179m5Ta	1327,9(4) keV			1,6(4) µs			(23/2−)
^179m6Ta	2639,3(5) keV			54,1(17) ms			(37/2+)
¹⁸⁰Ta	73	107	179,9474648(24)	8,152(6) óra	EC (86%)	¹⁸⁰Hf	1+
¹⁸⁰Ta	73	107	179,9474648(24)	8,152(6) óra	β⁻ (14%)	¹⁸⁰W	1+
^180m1Ta	77,1(8) keV			Látszólag stabil^{[m 3]}			9−	1,2(2)·10⁻⁴
^180m2Ta	1452,40(18) keV			31,2(14) µs			15−
^180m3Ta	3679,0(11) keV			2,0(5) µs			(22−)
^180m4Ta	4171,0+X keV			17(5) µs			(23,24,25)
¹⁸¹Ta	73	108	180,9479958(20)	Látszólag stabil^{[m 4]}			7/2+	0,99988(2)
^181m1Ta	6,238(20) keV			6,05(12) µs			9/2−
^181m2Ta	615,21(3) keV			18(1) µs			1/2+
^181m3Ta	1485(3) keV			25(2) µs			21/2−
^181m4Ta	2230(3) keV			210(20) µs			29/2−
¹⁸²Ta	73	109	181,9501518(19)	114,43(3) nap	β⁻	¹⁸²W	3−
^182m1Ta	16,263(3) keV			283(3) ms	IT	¹⁸²Ta	5+
^182m2Ta	519,572(18) keV			15,84(10) perc			10−
¹⁸³Ta	73	110	182,9513726(19)	5,1(1) nap	β⁻	¹⁸³W	7/2+
^183mTa	73,174(12) keV			107(11) ns			9/2−
¹⁸⁴Ta	73	111	183,954008(28)	8,7(1) óra	β⁻	¹⁸⁴W	(5−)
¹⁸⁵Ta	73	112	184,955559(15)	49,4(15) perc	β⁻	¹⁸⁵W	(7/2+)#
^185mTa	1308(29) keV			>1 ms			(21/2−)
¹⁸⁶Ta	73	113	185,95855(6)	10,5(3) perc	β⁻	¹⁸⁶W	(2−,3−)
^186mTa				1,54(5) perc
¹⁸⁷Ta	73	114	186,96053(21)#	2# perc [>300 ns]	β⁻	¹⁸⁷W	7/2+#
¹⁸⁸Ta	73	115	187,96370(21)#	20# s [>300 ns]	β⁻	¹⁸⁸W
¹⁸⁹Ta	73	116	188,96583(32)#	3# s [>300 ns]			7/2+#
¹⁹⁰Ta	73	117	189,96923(43)#	0,3# s

↑ Rövidítések:
EC: Elektronbefogás
IT: Izomer átmenet
↑ A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve, a majdnem stabilak (melyek felezési ideje a világegyetem koránál hosszabb) félkövér dőlttel vannak jelölve
↑ Az egyetlen ismert, látszólag stabil magizomer, a feltételezések szerint izomer átmenettel ¹⁸⁰Ta-ná, β⁻-bomlással ¹⁸⁰W-ná vagy elektronbefogással ¹⁸⁰Hf-ná alakul, felezési ideje több, mint 1,2·10¹⁵
↑ A feltételezések szerint α-bomlással ¹⁷⁷Lu-té alakul

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]

↑ Quantum mechanics for engineers Archiválva 2014. április 5-i dátummal a Wayback Machine-ben Leon van Dommelen, Florida State University
↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of tantalum című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források[szerkesztés]

Izotóptömegek:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)
Izotóp-összetétel és standard atomtömegek:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). „Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 75 (6), 683–800. o. DOI:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11), 2051–2066. o. DOI:10.1351/pac200678112051. Laikus összefoglaló
A felezési időkre, a spinekre és az izomer adatokra vonatkozó információk az alábbi forrásokból származnak:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)
- National Nuclear Data Center: NuDat 2.1 database. Brookhaven National Laboratory. (Hozzáférés: 2005. szeptember 1.)
- N. E. Holden.szerk.: D. R. Lide: Table of the Isotopes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th, CRC Press, Section 11. o. (2004). ISBN 978-0-8493-0485-9

A hafnium izotópjai	A tantál izotópjai	A volfrám izotópjai
Izotópok listája

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[3] Rövidítések:
EC: Elektronbefogás
IT: Izomer átmenet

[4] A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve, a majdnem stabilak (melyek felezési ideje a világegyetem koránál hosszabb) félkövér dőlttel vannak jelölve

[5] Az egyetlen ismert, látszólag stabil magizomer, a feltételezések szerint izomer átmenettel ¹⁸⁰Ta-ná, β⁻-bomlással ¹⁸⁰W-ná vagy elektronbefogással ¹⁸⁰Hf-ná alakul, felezési ideje több, mint 1,2·10¹⁵

[6] A feltételezések szerint α-bomlással ¹⁷⁷Lu-té alakul

[1] Quantum mechanics for engineers Archiválva 2014. április 5-i dátummal a Wayback Machine-ben Leon van Dommelen, Florida State University

[2] ttp://www.nucleonica.net/unc.aspx

[1]

[2]

[m 1]

[m 2]

[m 3]

[m 4]