A szamárium izotópjai
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
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
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
| 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−# | ||
- ↑ A világegyetem koránál hosszabb felezési idejű (csaknem stabil) izotópok félkövérrel vannak kiemelve
- ↑ 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
- ↑ A várakozások szerint α-bomlással 140Nd-né vagy β+β+-bomlással 144Nd-né alakul
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Primordiális radionuklid
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 Hasadási termék
- ↑ A szamárium–neodímium kormeghatározás során használják
- ↑ 8,0 8,1 Reaktorméreg
- ↑ A várakozások szerint α-bomlással 145Nd-té alakul több mint 2·1015 év felezési idővel
- ↑ A várakozások szerint α-bomlással 146Nd-tá alakul
- ↑ A várakozások szerint α-bomlással 148Nd-cá alakul
- ↑ A várakozások szerint β-β--bomlással 154Gd-gyé alakul több mint 2,3·1018 év felezési idővel
Megjegyzések
- 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
- ↑ 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.
- ↑ (2009) „Half-life of 151Sm remeasured”. Physical Review C 80 (6). DOI:10.1103/PhysRevC.80.064305.
- ↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx
Fordítás
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. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források
- 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 prométium izotópjai | A szamárium izotópjai | Az európium izotópjai |
| Izotópok listája | ||
