Izotopi de zirconiu

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 25 martie 2021; verificările necesită 4 modificări .

Izotopii de zirconiu  sunt soiuri ale elementului chimic zirconiu cu un număr diferit de neutroni în nucleu . Izotopi cunoscuți ai zirconiului cu numere de masă de la 78 la 110 (număr de protoni 40, neutroni de la 38 la 70) și 6 izomeri nucleari .

Zirconiul natural este un amestec de cinci izotopi. Patru stabile:

Și unul instabil, dar cu un timp de înjumătățire foarte lung , multe ordine de mărime mai mari decât vârsta Universului (~1,3⋅10 14 ani):

Dintre izotopii artificiali, cel mai longeviv este 93 Zr (timp de înjumătățire 1,61 milioane de ani), 88 Zr (timp de înjumătățire 83 zile), 95 Zr (timp de înjumătățire 64 de zile), 89 Zr (timp de înjumătățire 78 de ore). Izotopii mai ușoare de 92 Zr se descompun de preferință conform schemei de captare a electronilor , suferă dezintegrare beta mai puternic .

Zirconiu-88

Izotopul este remarcabil pentru secțiunea transversală foarte mare de captare a neutronilor termici , ~860 mii hambare [1] . Este al doilea ca mărime după xenon-135 . Spre deosebire de izotopul xenon-135 din produsele de fisiune ai uraniului și plutoniuluiaproape niciodată nu are loc și, prin urmare, nu are aceeași semnificație în managementul reactoarelor nucleare.

Zirconiu-93

Izotopul este prezent în produsele de fisiune ai uraniului și plutoniuluicu un randament de peste 6%. Timpul său de înjumătățire ajunge la 1,61 milioane de ani, ceea ce îl face unul dintre cele mai semnificative produse de degradare cu viață lungă.în combustibil nuclear uzat , complicând eliminarea acestuia.

Tabel cu izotopii de zirconiu

Simbolul
nuclidului
Z ( p ) N( n ) Masa izotopică [2]
( a.u.m. )
Timp
de înjumătățire
[3]
(T 1/2 )
Canal de dezintegrare Produs de degradare Spinul și paritatea
nucleului [3]
Prevalența
izotopului în natură
Gama de modificări ale abundenței izotopice în natură
Energia de excitare
78 Zr 40 38 77,95523(54)# 50# ms
[>170 ns]
0+
79 Zr 40 39 78.94916(43)# 56(30) ms β + , p 78 Sr 5/2+#
β + 79 Y
80 Zr 40 40 79,9404(16) 4.6(6) art β + 80 Y 0+
81 Zr 40 41 80,93721(18) 5.5(4) art β + (>99,9%) 81 Y (3/2−)#
β + , p (<0,1%) 80 Sr
82 Zr 40 42 81.93109(24)# 32(5) s β + 82 Y 0+
83 Zr 40 43 82,92865(10) 41.6(24) art β + (>99,9%) 83 Y (1/2−)#
β + , p (<0,1%) 82Sr _
84 Zr 40 44 83.92325(21)# 25,9(7) min β + 84Y _ 0+
85 Zr 40 45 84,92147(11) 7,86(4) min β + 85 Y 7/2+
85m Zr 292,2(3) keV 10.9(3) art IP (92%) 85 Zr (1/2−)
β + (8%) 85 Y
86 Zr 40 46 85,91647(3) 16.5(1) h β + 86 Y 0+
87 Zr 40 47 86,914816(9) 1.68(1) h β + 87Y _ (9/2)+
87m Zr 335,84(19) keV 14.0(2) s IP 87 Zr (1/2)
88 Zr 40 48 87.910227(11) 83.4(3) zile EZ 88Y _ 0+
89 Zr 40 49 88,908890(4) 78.41(12) h β + 89Y _ 9/2+
89m Zr 587,82(10) keV 4,161(17) min IP (93,77%) 89 Zr 1/2−
β + (6,23%) 89Y _
90 Zr 40 cincizeci 89,9047044(25) grajd 0+ 0,5145(40)
90m1Zr _ 2319.000(10) keV 809,2(20) ms IP 90 Zr 5-
90m2 Zr 3589,419(16) keV 131(4) ns 8+
91 Zr 40 51 90.9056458(25) grajd 5/2+ 0,1122(5)
91m Zr 3167,3(4) keV 4,35(14) µs (21/2+)
92 Zr 40 52 91.9050408(25) grajd 0+ 0,1715(8)
93 Zr 40 53 92.9064760(25) 1.61(5)⋅10 6 ani [4] β − (73%) 93mNb _ 5/2+
β − (27%) 93Nb _
94 Zr 40 54 93.9063152(26) stabil (>1,1⋅10 17 ani) [n 1] [4] 0+ 0,1738(28)
95 Zr 40 55 94.9080426(26) 64.032(6) zile β − 95Nb _ 5/2+
96 Zr 40 56 95,9082734(30) 2.34(17)⋅10 18 ani [4] β − β − ​​​​[n 2] [5] 96 luni _ 0+ 0,0280(9)
97 Zr 40 57 96.9109531(30) 16.744(11) h β − 97mNb _ 1/2+
98 Zr 40 58 97,912735(21) 30.7(4) s β − 98Nb _ 0+
99 Zr 40 59 98,916512(22) 2.1(1) s β − 99mNb _ 1/2+
100 Zr 40 60 99,91776(4) 7.1(4) s β − 100Nb _ 0+
101 Zr 40 61 100,92114(3) 2.3(1) s β − 101Nb _ 3/2+
102 Zr 40 62 101.92298(5) 2.9(2) s β − 102Nb _ 0+
103 Zr 40 63 102,92660(12) 1.3(1) s β − 103Nb _ (5/2−)
104 Zr 40 64 103.92878(43)# 1.2(3) art β − 104Nb _ 0+
105 Zr 40 65 104.93305(43)# 0.6(1) s β − (>99,9%) 105Nb _
β − , n (<.1%) 104Nb _
106 Zr 40 66 105.93591(54)# 200# ms
[>300 ns]
β − 106Nb _ 0+
107 Zr 40 67 106.94075(32)# 150 # ms
[>300 ns]
β − 107Nb _
108 Zr 40 68 107.94396(64)# 80# ms
[>300 ns]
β − 108Nb _ 0+
109 Zr 40 69 108.94924(54)# 60# ms
[>300 ns]
110 Zr 40 70 109,95287(86)# 30# ms
[>300 ns]
0+
111 Zr [6] 40 71
112 Zr [6] 40 72 0+
113 Zr [7] 40 73
114 Zr [8] 40 74 0+
  1. Teoretic, poate suferi dezintegrare dublă beta în 94 Mo
  2. ↑ Teoretic , poate suferi dezintegrare β în 96 Nb cu un timp de înjumătățire parțial de peste 2,4⋅10 19 ani

Explicații la tabel

Note

  1. Shusterman, JA; Scielzo, N.D.; Thomas, KJ; Norman, EB; Lapi, SE; Fără dragoste, C.S.; Peters, NJ; Robertson, JD; Shaughnessy, D.A.; Tonchev, AP Secțiunea transversală de captură de neutroni surprinzător de mare de 88 Zr  //  Nature : journal. - 2019. - Vol. 565 , nr. 7739 . - P. 328-330 . - doi : 10.1038/s41586-018-0838-z . — PMID 30617314 .
  2. 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 .
  3. 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 .Acces deschis
  4. 1 2 3 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 .Acces deschis
  5. Finch, SW; Tornow, W. (2016). „Căutați dezintegrarea β a 96 Zr”. Instrumente și metode nucleare în cercetarea în fizică Secțiunea A: Acceleratoare, spectrometre, detectoare și echipamente asociate . 806 : 70-74. Bibcode : 2016NIMPA.806...70F . DOI : 10.1016/j.nima.2015.09.098 .
  6. 1 2 Ohnishi, Tetsuya; Kubo, Toshiyuki; Kusaka, Kensuke; et al. (2010). „Identificarea a 45 de noi izotopi bogați în neutroni produși prin fisiunea în zbor a unui fascicul de 238 U la 345 MeV/nucleon.” J Phys. soc. Jpn . Societatea de fizică din Japonia. 79 (7):073201. doi : 10.1143 /JPSJ.79.073201 .
  7. Shimizu, Yohei; et al. (2018). „Observarea de noi izotopi bogați în neutroni printre fragmentele de fisiune din fisiunea în zbor a 345MeV = nucleon 238U: Căutare de noi izotopi realizate concomitent cu campaniile de măsurare a dezintegrarii” . Jurnalul Societății de Fizică din Japonia . 87 : 014203. DOI : 10.7566/JPSJ.87.014203 .
  8. Sumikama, T.; et al. (2021). „Observarea unor noi izotopi bogați în neutroni în vecinătatea Zr110” . Revizuirea fizică C. 103 . DOI : 10.1103/PhysRevC.103.014614 .