Az asztácium izotópjai

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez

Az asztáciumnak (At) 32 izotópja ismert, ezek mindegyike radioaktív, tömegszámuk a 191–229 tartományba esik. Ezen kívül 23 metastabil gerjesztett állapota is létezik. A leghosszabb élettartamú izotópja az 210At (felezési ideje 8,1 óra), a természetes bomlási sorokban előforduló izotópok közül a leghosszabb felezési idővel az 219At rendelkezik (56 másodperc).

Az asztáciumnak 32 izotópja ismert, ezek atomtömege (tömegszáma) 191, illetve 193–223.[1] Az asztáciumnak nincs stabil vagy hosszú élettartamú izotópja, és nem is várható, hogy létezne ilyen.[2]

Néhány asztáciumizotóp alfa-bomlási jellemzője[* 1]
Tömeg-
szám
Tömeg-
felesleg
[1]
Leánymag
tömeg-
feleslege[1]
Alfa-bomlás
átlagos
energiája
Felezési idő[1]
Alfa-bomlás
valószínűsége[1]
alfa
felezési idő
207 −13,243 MeV −19,116 MeV 5,873 MeV 1,80 óra 8,6% 20,9 óra
208 −12,491 MeV −18,243 MeV 5,752 MeV 1,63 óra 0,55% 12,3 nap
209 −12,880 MeV −18,638 MeV 5,758 MeV 5,41 óra 4,1% 5,5 nap
210 −11,972 MeV −17,604 MeV 5,632 MeV 8,1 óra 0,175% 193 nap
211 −11,647 MeV −17,630 MeV 5,983 MeV 7,21 óra 41,8% 17,2 óra
212 −8,621 MeV −16,436 MeV 7,825 MeV 0,31 s ≈100% 0,31 s
213 −6,579 MeV −15,834 MeV 9,255 MeV 125 ns 100% 125 ns
214 −3,380 MeV −12,366 MeV 8,986 MeV 558 ns 100% 558 ns
219 10,397 MeV 4,073 MeV 6,324 MeV 56 s 97% 58 s
220 14,350 MeV 8,298 MeV 6,052 MeV 3,71 perc 8% 46,4 perc
221[* 2] 16,810 MeV 11,244 MeV 5,566 MeV 2,3 perc kísérletileg alfa-
bomlással szemben stabil

23 magizomerje (melyek atommagjában egy vagy több nukleonproton vagy neutrongerjesztett állapotban van) ismeretes. Közülük a legstabilabb az asztácium-202m1,[* 3] melynek felezési ideje kb. 3 perc – ez a legtöbb alapállapotú izotópénál is hosszabb, kivéve a 203–211 és 220-as izotópokat. A leginstabilabb az asztácium-214m1 (265 ns), nála csak az alapállapotú asztácium-213 felezési ideje rövidebb.[1]

Az alfa-bomlások energiája ugyanazt a tendenciát követi, mint más nehéz elemeké.[2] A könnyebb asztáciumizotópok alfa-részecskéi meglehetősen nagy energiával rendelkeznek, de a bomlási energia a tömegszám növekedésével csökken. Az At-211 energiája a könnyebb izotópokhoz képest kiugró, ennek magjában 126 neutron található, a 126 pedig bűvös szám (lezárt neutronhéj). Bár felezési ideje hasonló az eggyel kisebb tömegszámú szomszédjához (az At-210-é 8,1 óra, az At-211-é 7,2 óra), jóval nagyobb valószínűséggel – 41,8%-ban – szenved alfa-bomlást, míg utóbbi csak 0,18%-ban.[1][* 4] Az utána következő két izotóp még több energiát bocsát ki, az At-213 bomlási energiája a legnagyobb az összes asztáciumizotóp közül. Emiatt egyben a felezési ideje is a legrövidebb.[2] Bár a nehezebb izotópok bomlási energiája kisebb, egyik izotóp felezési ideje sem hosszú, amit a béta-bomlás növekvő jelentősége okoz.[2] Ez a bomlási mód különösen fontos az asztácium esetében: már 1950-ben felismerték, hogy a béta-bomlással szemben egyik izotópja sem stabil (azaz nincs olyan izotópja, amely egyáltalán nem tudna béta-bomlást szenvedni).[3] Béta-bomlást az At-213, At-214, At-215 és At-216m kivételével mindegyik izotópnál kimutattak.[1] a többi izotóp közül az asztácium-210 és az annál könnyebbek pozitronemisszióval bomlanak, az asztácium-216 és a nehezebb izotópok negatív béta-bomlóak, az At-212 mindkétféleképpen bomlik, míg az At-211 esetén inkább az elektronbefogással jellemző.[1]

A legstabilabb asztáciumizotóp az At-210 (felezési ideje 8,1 óra), ez főként pozitronkibocsátással bomlik, leánymagja a viszonylag hosszú élettartamú, alfa-sugárzó polónium-210. Összesen csak öt izotópjának felezési ideje haladja meg az egy órát, ezek tömegszáma 207 és 211 közötti. A leginstabilabb alapállapotú izotópja az asztácium-213 (felezési ideje körülbelül 125 nanomásodperc), ez alfa-bomlással a rendkívül hosszú élettartamú – gyakorlatilag stabil – bizmut-209-cé alakul.[1]

Táblázat[szerkesztés]

nuklid
jele
Z(p) N(n)  
izotóptömeg (u)
 
felezési idő bomlási
mód(ok)[4][m 1]
leány-
izotóp(ok)
magspin jellemző
izotóp-
összetétel
(móltört)
természetes
ingadozás
(móltört)
gerjesztési energia
191At 85 106 1,7(+11−5) ms (1/2+)
191mAt 2,1(+4−3) ms (7/2−)
193At 85 108 192,99984(6) 28(+5−4) ms α 189Bi (1/2+)
193m1At 50 keV 21(5) ms (7/2−)
193m2At 39 keV 27(+4−5) ms (13/2+)
194At 85 109 193,99873(20) ~40 ms α 190Bi 3+#
β+ (ritka) 194Po
194mAt 480(190) keV ~250 ms α 190Bi 10−#
IT (ritka) 194At
195At 85 110 194,996268(10) 328(20) ms α (75%) 191Bi (1/2+)
β+ (25%) 195Po
195mAt 34(7) keV 147(5) ms 9/2−#
196At 85 111 195,99579(6) 253(9) ms α (96%) 192Bi 3+#
β+ (4,0%) 196Po
196m1At −30(80) keV 20# ms 10−#
196m2At 157,9(1) keV 11 µs 5+#
197At 85 112 196,99319(5) 0,390(16) s α (96%) 193Bi (9/2−)
β+ (4,0%) 197Po
197mAt 52(10) keV 2,0(2) s (1/2+)
198At 85 113 197,99284(5) 4,2(3) s α (94%) 194Bi (3+)
β+ (6%) 198Po
198mAt 330(90)# keV 1,0(2) s (10−)
199At 85 114 198,99053(5) 6,92(13) s α (89%) 195Bi (9/2−)
β+ (11%) 199Po
200At 85 115 199,990351(26) 43,2(9) s α (57%) 196Bi (3+)
β+ (43%) 200Po
200m1At 112,7(30) keV 47(1) s α (43%) 196Bi (7+)
IT 200At
β+ 200Po
200m2At 344(3) keV 3,5(2) s (10−)
201At 85 116 200,988417(9) 85(3) s α (71%) 197Bi (9/2−)
β+ (29%) 201Po
202At 85 117 201,98863(3) 184(1) s β+ (88%) 202Po (2,3)+
α (12%) 198Bi
202m1At 190(40) keV 182(2) s (7+)
202m2At 580(40) keV 460(50) ms (10−)
203At 85 118 202,986942(13) 7,37(13) perc β+ (69%) 203Po 9/2−
α (31%) 199Bi
204At 85 119 203,987251(26) 9,2(2) perc β+ (96%) 204Po 7+
α (3,8%) 200Bi
204mAt 587,30(20) keV 108(10) ms IT 204At (10−)
205At 85 120 204,986074(16) 26,2(5) perc β+ (90%) 205Po 9/2−
α (10%) 201Bi
205mAt 2339,65(23) keV 7,76(14) µs 29/2+
206At 85 121 205,986667(22) 30,6(13) perc β+ (99,11%) 206Po (5)+
α (0,9%) 202Bi
206mAt 807(3) keV 410(80) ns (10)−
207At 85 122 206,985784(23) 1,80(4) óra β+ (91%) 207Po 9/2−
α (8,6%) 203Bi
208At 85 123 207,986590(28) 1,63(3) óra β+ (99,5%) 208Po 6+
α (0,55%) 204Bi
209At 85 124 208,986173(8) 5,41(5) óra β+ (96%) 209Po 9/2−
α (4,0%) 205Bi
210At 85 125 209,987148(8) 8,1(4) óra β+ (99,8%) 210Po (5)+
α (0,18%) 206Bi
210m1At 2549,6(2) keV 482(6) µs (15)−
210m2At 4027,7(2) keV 5,66(7) µs (19)+
211At 85 126 210,9874963(30) 7,214(7) óra EC (58,2%) 211Po 9/2−
α (42%) 207Bi
212At 85 127 211,990745(8) 0,314(2) s α (99,95%) 208Bi (1−)
β+ (0,05%) 212Po
β (2·10−6%) 212Rn
212m1At 223(7) keV 0,119(3) s α (99%) 208Bi (9−)
IT (1%) 212At
212m2At 4771,6(11) keV 152(5) µs (25−)
213At 85 128 212,992937(5) 125(6) ns α 209Bi 9/2−
214At 85 129 213,996372(5) 558(10) ns α 210Bi 1−
214m1At 59(9) keV 265(30) ns
214m2At 231(6) keV 760(15) ns 9−
215At 85 130 214,998653(7) 0,10(2) ms α 211Bi 9/2− nyomokban[m 2]
216At 85 131 216,002423(4) 0,30(3) ms α (99,99%) 212Bi 1−
β (0,006%) 216Rn
EC (3·10−7%) 216Po
216mAt 413(5) keV 100# µs (9−)
217At 85 132 217,004719(5) 32,3(4) ms α (99,98%) 213Bi 9/2−
β (0,012%) 217Rn
218At 85 133 218,008694(12) 1,5(3) s α (99,9%) 214Bi 1−# nyomokban[m 3]
β (0,10%) 218Rn
219At 85 134 219,011162(4) 56(3) s α (97%) 215Bi 5/2−# nyomokban[m 2]
β (3,0%) 219Rn
220At 85 135 220,01541(6) 3,71(4) perc β (92%) 220Rn 3(−#)
α (8,0%) 216Bi
221At 85 136 221,01805(21)# 2,3(2) perc β 221Rn 3/2−#
222At 85 137 222,02233(32)# 54(10) s β 222Rn
223At 85 138 223,02519(43)# 50(7) s 3/2−#
  1. Rövidítések:
    EC: Elektronbefogás
    IT: Izomer átmenet
  2. a b Az urán-235 bomlási sor tagja
  3. 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.

Megjegyzések[szerkesztés]

  1. A táblázatban a „tömegfelesleg” oszlopban a tényleges tömegkülönbség energiaekvivalense található; a „leánymag tömegfeleslege” alatt a leánymag és alfa-részecske együttesének tömegfeleslege szerepel energiaekvivalensben; az „alfa felezési idő” a más bomlási módok elhagyásával adódó felezési idő.
  2. Mivel az asztácium-221 nem alfa-bomló, a megadott érték elméleti adat. A tömegfelesleg nem mért, hanem számított érték.
  3. Az "m1" azt jelenti, hogy az alapállapothoz képest ez a következő energiaszint. A további magasabb energiaszinteket az "m2" stb. jelölés mutatja. Az "m" után a szám el is hagyható, ha csak egy jól ismert metastabil állapot ismert, ilyen például az asztácium-216m esete. Megjegyzendő, hogy a magizomerek jelölésére más módszerek is léteznek.
  4. Ez azt jelenti, hogy ha az alfán kívüli egyéb bomlási módoktól eltekintünk, akkor az asztácium-210 felezési ideje 4628,6 óra (128,9 nap), míg az At-211-é 17,2 óra (0,9 nap). Az At-211 tehát jóval kevésbé stabil az alfa-bomlással szemben, mint a könnyebb izotóp.

Hivatkozások[szerkesztés]

  1. a b c d e f g h i j (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 ideje: 2008. szeptember 23.)  
  2. a b c d Lavrukhina & Pozdnyakov 1966, 232. o.
  3. Rankama, Kalervo. Isotope geology, 2nd, Pergamon Press, 403. o. (1956). ISBN 978-0-470-70800-2 
  4. http://www.nucleonica.net/unc.aspx

Fordítás[szerkesztés]

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

Források[szerkesztés]

A polónium izotópjai Az asztácium izotópjai A radon izotópjai
Izotópok listája