Izotopi ai hafniului

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 18 noiembrie 2021; verificările necesită 2 modificări .

Izotopii de hafniu  sunt soiuri ale elementului chimic hafniu care au un număr diferit de neutroni în nucleu. Izotopi cunoscuți ai hafniului cu numere de masă de la 153 la 188 (număr de protoni 72, neutroni de la 81 la 116) și 26 de izomeri nucleari .

Hafniul natural este format dintr-un amestec de 6 izotopi. Cinci dintre ele sunt stabile:

• 176 Hf (abundența izotopilor 5,26%), stabil
• 177 Hf (abundența izotopilor 18,60%), stabil
• 178 Hf (abundență izotopică 27,28%), stabil
• 179 Hf (abundență izotopică 13,62%), stabil
• 180 Hf (abundență izotopică 35,08%), stabil

Un alt izotop natural are un timp de înjumătățire uriaș , mult mai lung decât vârsta universului :

• 174 Hf ( abundență izotopică 0,16%), timp de înjumătățire 2×10 15 ani

Cel mai lung radioizotop artificial este 182 Hf cu un timp de înjumătățire de 8,9 milioane de ani.

178m2 Hf

Articol principal Bombă cu hafniu

În 1998, izomerul Hf de 178 m2 a atras atenția oamenilor de știință . Caracteristica sa a fost o energie semnificativă a stării excitate (2,446 MeV per nucleu sau 1,3 GJ per 1 gram) cu un timp de înjumătățire lung (31 de ani). [1] [2] În timpul tranziției izomerice, energia a fost eliberată sub formă de radiație gamma, izotopul final este stabil.

În 1998, un grup de cercetători condus de Carl Collins a raportat că au găsit o modalitate de a forța degradarea unui izomer. Potrivit grupului, a fost posibilă o anumită creștere a ratei naturale de degradare prin iradierea substanței cu raze X dintr- un anumit spectru. În 2003, agenția de cercetare a apărării DARPA a finanțat cercetări suplimentare, care au provocat un protest public și zvonuri despre așa-numita „bombă cu hafniu” - un dispozitiv care efectuează o tranziție izomeră de avalanșă într-o masă semnificativă a izomerului, eliberând energii comparabile cu energiile de explozie ale explozivilor chimici tradiționali.

Cu toate acestea, în lumea științifică, aceștia au fost sceptici nu numai cu privire la perspectiva construirii unor astfel de dispozitive, ci și cu privire la însăși posibilitatea de a stimula artificial o tranziție izomeră, criticând munca lui Collins. Pe lângă îndoielile cu privire la fiabilitatea experimentelor, ei au subliniat și dificultățile enorme în obținerea izomerului în cantitățile necesare pentru construirea de arme practice. Motivul dificultăților este probabilitățile extrem de scăzute ale tuturor reacțiilor cunoscute de sinteză a izomerului, care nu permit obținerea izomerului pe echipamente cunoscute în cantitatea necesară.

Tabelul izotopilor de hafniu

Simbolul nuclidului	Z ( p )	N( n )	Masa izotopică [3] ( a.u.m. )	Timp de înjumătățire [4] (T 1/2 )	Canal de dezintegrare	Produs de degradare	Spinul și paritatea nucleului [4]	Prevalența izotopului în natură	Gama de modificări ale abundenței izotopice în natură
	Energia de excitare
153 Hf	72	81	152,97069(54)#	400# ms [>200 ns]			1/2+#
153m Hf	750(100)# keV			500 # ms			11/2−#
154 hf	72	82	153,96486(54)#	2(1) s	β +	154 Lu	0+
					α (rar)	150 Yb
155 hf	72	83	154,96339(43)#	890(120) ms	β +	155 Lu	7/2−#
					α (rar)	151 Yb
156 hf	72	84	155,95936(22)	23(1) ms	α (97%)	152 Yb	0+
					β + (3%)	156 Lu
156m Hf	1959,0(10) keV			480(40) µs			8+
157 Hf	72	85	156.95840(21)#	115(1) ms	α (86%)	153 Yb	7/2−
					β + (14%)	157 Lu
158 hf	72	86	157,954799(19)	2.84(7) art	β + (55%)	158 Lu	0+
					α (45%)	154 Yb
159 Hf	72	87	158,953995(18)	5.20(10) art	β + (59%)	159 Lu	7/2−#
					α (41%)	155 Yb
160 hf	72	88	159,950684(12)	13.6(2) s	β + (99,3%)	160 Lu	0+
					α (0,7%)	156 Yb
161 Hf	72	89	160,950275(24)	18.2(5) s	β + (99,7%)	161 Lu	3/2−#
					α (0,3%)	157 Yb
162 hf	72	90	161,94721(1)	39.4(9) art	β + (99,99%)	162 Lu	0+
					α (0,008%)	158 Yb
163 Hf	72	91	162,94709(3)	40.0(6) art	β +	163 Lu	3/2−#
					α (10 −4 %)	159 Yb
164 hf	72	92	163,944367(22)	111(8) art	β +	164 Lu	0+
165 hf	72	93	164,94457(3)	76(4) s	β +	165 Lu	(5/2−)
166 hf	72	94	165,94218(3)	6,77(30) min	β +	166 Lu	0+
167 hf	72	95	166,94260(3)	2,05(5) min	β +	167 Lu	(5/2)
168 hf	72	96	167,94057(3)	25,95(20) min	β +	168 Lu	0+
169 hf	72	97	168,94126(3)	3.24(4) min	β +	169 Lu	(5/2)
170 hf	72	98	169,93961(3)	16.01(13) h	EZ	170 Lu	0+
171 Hf	72	99	170,94049(3)	12.1(4) h	β +	171 Lu	7/2(+)
171m Hf	21,93(9) keV			29.5(9) art	IP	171 Hf	1/2(−)
172 Hf	72	100	171,939448(26)	1,87(3) ani	EZ	172 Lu	0+
172m Hf	2005.58(11) keV			163(3) ns			(8−)
173 Hf	72	101	172,94051(3)	23.6(1) h	β +	173 Lu	1/2−
174 Hf	72	102	173,940046(3)	2.0(4)⋅10 15  ani	α	170 Yb	0+	0,0016(1)	0,001619–0,001621
174m1 Hf	1549,3 keV			138(4) ns			(6+)
174m2 Hf	1797,5(20) keV			2.39(4) µs			(8−)
174m3 Hf	3311,7 keV			3.7(2) µs			(14+)
175 hf	72	103	174,941509(3)	70(2) zile	β +	175 Lu	5/2−
176 hf	72	104	175,9414086(24)	stabil [n 1]			0+	0,0526(7)	0,05206–0,05271
177 Hf	72	105	176,9432207(23)	stabil (>1,3⋅10 18 ani) [n 2] [5]			7/2−	0,1860(9)	0,18593–0,18606
177m1 Hf	1315,4504(8) keV			1.09(5) art			23/2+
177m2 Hf	1342,38(20) keV			55,9(12) µs			(19/2−)
177m3 Hf	2740,02(15) keV			51,4(5) min			37/2−
178 hf	72	106	177,9436988(23)	stabil [n 3]			0+	0,2728(7)	0,27278–0,27297
178m1 Hf	1147,423(5) keV			4.0(2) s			8−
178m2 Hf	2445,69(11) keV			31(1) ani			16+
178m3 Hf	2573,5(5) keV			68(2) µs			(14−)
179 Hf	72	107	178,9458161(23)	stabil [n 4]			9/2+	0,1362(2)	0,13619–0,1363
179m1 Hf	375,0367(25) keV			18.67(4) art			1/2−
179m2 Hf	1105,84(19) keV			25.05(25) zile			25/2−
180 hf	72	108	179,9465500(23)	stabil [n 5]			0+	0,3508(16)	0,35076–0,351
180m1 Hf	1141,48(4) keV			5.47(4) h			8−
180 m2 hp	1374,15(4) keV			0,57(2) µs			(4−)
180m3 Hf	2425,8(10) keV			15(5) µs			(10+)
180 m4 hf	2486,3(9) keV			10(1) µs			12+
180m5 hf	2538,3(12) keV			>10 µs			(14+)
180m6 Hf	3599,3(18) keV			90(10) µs			(18−)
181 Hf	72	109	180.9491012(23)	42,39(6) zile	β −	181 Ta	1/2−
181 m1 Hf	595(3) keV			80(5) µs			(9/2+)
181 m2 Hf	1040(10) keV			~100 µs			(17/2+)
181m3 Hf	1738(10) keV			1,5(5) ms			(27/2−)
182 Hf	72	110	181,950554(7)	8.90(9)⋅10 6  ani	β −	182 Ta	0+
182m Hf	1172,88(18) keV			61,5(15) min	β - (58%)	182 Ta	8−
					IP (42%)	182 Hf
183 Hf	72	111	182,95353(3)	1.067(17) h	β −	183 Ta	(3/2−)
184 hf	72	112	183,95545(4)	4.12(5) h	β −	184 Ta	0+
184m Hf	1272,4(4) keV			48(10) s	β −	184 Ta	8−
185 hf	72	113	184,95882(21)#	3,5(6) min	β −	185 Ta	3/2−#
186 hf	72	114	185,96089(32)#	2,6(12) min	β −	186 Ta	0+
187 hf	72	115	186,96459(43)#	30# s [>300 ns]
188 hf	72	116	187,96685(54)#	20# s [>300 ns]			0+

1. ↑ Teoretic, poate suferi dezintegrare alfa la 172 Yb
2. ↑ Teoretic, poate suferi dezintegrare alfa în 173 Yb
3. ↑ Teoretic, poate suferi dezintegrare alfa la 174 Yb
4. ↑ Teoretic, poate suferi dezintegrare alfa la 175 Yb
5. ↑ Teoretic, poate suferi dezintegrare alfa la 176 Yb

Explicații la tabel

• Abundența de izotopi este dată pentru majoritatea probelor naturale. Pentru alte surse, valorile pot varia foarte mult.

• Indicii 'm', 'n', 'p' (lângă simbol) denotă stările izomerice excitate ale nuclidului.

• Simbolurile îngroșate indică produse de degradare stabile. Simbolurile cu caractere cursive aldine denotă produse de descompunere radioactivă care au timpi de înjumătățire comparabil cu sau mai mare decât vârsta Pământului și, prin urmare, prezenți în amestecul natural.

• Valorile marcate cu un hash (#) nu sunt derivate numai din datele experimentale, ci sunt (cel puțin parțial) estimate din tendințele sistematice ale nuclizilor vecini (cu aceleași rapoarte Z și N ). Rotirea incertitudinii și/sau valorile de paritate sunt incluse în paranteze.

• Incertitudinea este dată ca un număr între paranteze, exprimat în unități ale ultimei cifre semnificative, înseamnă o abatere standard (cu excepția abundenței și a masei atomice standard a unui izotop conform datelor IUPAC , pentru care este o definiție mai complexă a incertitudinii). folosit). Exemple: 29770,6(5) înseamnă 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) înseamnă 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) înseamnă −2200,2 ± 1,8.

Note

1. ↑ Eroare Pentagon (link în jos) . Mecanica populară (octombrie 2007). Consultat la 10 noiembrie 2018. Arhivat din original la 10 mai 2011. (nedefinit) 
2. ↑ Dezintegrarea indusă a izomerului nuclear de 178 m2 Hf și a „bombei izomere” . UFN (mai 2005). Arhivat din original pe 22 august 2011. (nedefinit)
3. ↑ Date conform Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. Evaluarea masei atomice AME2003 (II). Tabele, grafice și referințe  (engleză)  // Fizica nucleară A . - 2003. - Vol. 729 . - P. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - Cod .
4. ↑ 1 2 Date bazate pe Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Evaluarea NUBASE a proprietăților nucleare și de dezintegrare  // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .
5. ↑ Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Evaluarea Nubase2020 a proprietăților nucleare  // Chinese Physics  C. - 2021. - Vol. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .

izotopi

unu 2                             3 patru 5 6 7 opt 9 zece unsprezece 12 13 paisprezece cincisprezece 16 17 optsprezece unu x H   x El 2 x Li x Fii   x B x C x N x O x F x Ne 3 x Na xMg _   x Al x Si x P x S xCl _ xAr _ patru x K x Ca   x Sc x Ti x V xCr _ xMn _ x Fe x Co x Ni x Cu xZn _ x Ga x Ge xAs _ x Se xBr _ xKr _ 5 xRb _ xSr _   x Y xZr _ xNb _ x Mo x Tc x Ru x Rh x Pd xAg _ x CD x In x Sn x Sb x Te x eu x Xe 6 x Cs x Ba x La x Ce x Pr xNd _ x Pm xSm _ xEu _ x Gd xTb _ xDy _ x Ho x Er x Tm x Yb x Lu x Hf x Ta x W x Re xOs _ xIr _ xPt _ xAu _ x Hg xTl _ xPb _ x Bi x Po x La xRn _ 7 xFr _ x Ra x Ac xTh _ xPa _ x U xNp _ x Pu x Am x cm xBk _ x Cf x Es xFm _ xMd _ x Nu xLr _ xRf _ xDb _ xSg _ x Bh x Hs x Mt xDs _ xRg _ x Cn xNh _ xFl _ x Mc xLv _ x Ts xOg _   Metale alcaline metale alcalino-pământoase Lantanide Actinide metale de tranziție metale ușoare Semimetale nemetale Halogeni gaze nobile Proprietăți necunoscute