Изотопы натрия
| ||||||||||||||||||||||||||
| Стандартный атомный вес A r °(Na) | ||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||
Существует 20 изотопов натрия ( 11 Na), начиная от17
На то39
Na (за исключением пока неизвестных 36 Na и 38 Na), [4] и пять изомеров (два для22
Na , и по одному для каждого24
На ,26
На , и32
На ).23
Na — единственный стабильный (и единственный первичный ) изотоп. Он считается моноизотопным элементом и имеет стандартный атомный вес22,989 769 28 (2) . Натрий имеет два радиоактивных космогенных изотопа (22
Na , с периодом полураспада2.6019(6) лет ; [прим. 1] и24
Na , с периодом полураспада14.9560(15) ч ). За исключением этих двух изотопов, все остальные изотопы имеют период полураспада менее минуты, большинство менее секунды. Самый короткий период полураспада — несвязанный18
Na , с периодом полураспада1,3 (4) × 10−21 секунды (хотя период полураспада аналогично несвязанного 17Na не измеряется).
Острое нейтронное облучение (например, в результате аварии на ядерном объекте ) преобразует некоторые стабильные23
Na (в форме иона Na + ) в плазме крови человека24
Na . Измеряя концентрацию этого изотопа, можно рассчитать дозу нейтронного облучения для жертвы.
22
Na — это позитронно -эмиссионный изотоп с исключительно долгим периодом полураспада. Он используется для создания тестовых объектов и точечных источников для позитронно-эмиссионной томографии .
Список изотопов
| Нуклид [n 1] | З | Н | Изотопная масса ( Да ) [5] [n 2] [n 3] | Период полураспада [1] [n 4] | Режим распада [1] [n 5] | Дочерний изотоп [n 6] | Спин и четность [1] [n 7] [n 4] | Изотопное изобилие | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | |||||||||||||||||||
| 17 На | 11 | 6 | 17.037 270 (60) | п | 16 Не | (1/2+) | |||||||||||||
| 18 На | 11 | 7 | 18.026 88 (10) | 1.3(4) зс | р=? [н 8] | 17 Не | 1−# | ||||||||||||
| 19 На | 11 | 8 | 19.013 880 (11) | >1 как | п | 18 Не | (5/2+) | ||||||||||||
| 20 На | 11 | 9 | 20.007 3543 (12) | 447,9(2,3) мс | β + (75.0(4)% ) | 20 Не | 2+ | ||||||||||||
| β + α (25.0(4)% ) | 16 О | ||||||||||||||||||
| 21 На | 11 | 10 | 20.997 654 46 (5) | 22.4550(54) с | β + | 21 Не | 3/2+ | ||||||||||||
| 22 На | 11 | 11 | 21.994 437 42 (18) | 2.6019(6) г [nb 1] | β + (90,57(8)% ) | 22 Не | 3+ | След [н 9] | |||||||||||
| ε (9.43(6)% ) | 22 Не | ||||||||||||||||||
| 22м1 На | 583,05(10) кэВ | 243(2) нс | ЭТО | 22 На | 1+ | ||||||||||||||
| 22м2 На | 657.00(14) кэВ | 19.6(7) шт. | ЭТО | 22 На | 0+ | ||||||||||||||
| 23 На | 11 | 12 | 22.989 769 2820 (19) | Стабильный | 3/2+ | 1 | |||||||||||||
| 24 На | 11 | 13 | 23.990 963 012 (18) | 14.9560(15) ч | β − | 24 Мг | 4+ | След [н 9] | |||||||||||
| 24м На | 472,2074(8) кэВ | 20.18(10) мс | ЭТО (99,95% ) | 24 На | 1+ | ||||||||||||||
| β − (0,05% ) | 24 Мг | ||||||||||||||||||
| 25 На | 11 | 14 | 24.989 9540 (13) | 59.1(6) с | β − | 25 Мг | 5/2+ | ||||||||||||
| 26 На | 11 | 15 | 25.992 635 (4) | 1.071 28 (25) с | β − | 26 Мг | 3+ | ||||||||||||
| 26м На | 82,4(4) кэВ | 4,35(16) мкс | ЭТО | 26 На | 1+ | ||||||||||||||
| 27 На | 11 | 16 | 26.994 076 (4) | 301(6) мс | β − (99,902(24)% ) | 27 Мг | 5/2+ | ||||||||||||
| β − n (0,098(24)% ) | 26 Мг | ||||||||||||||||||
| 28 На | 11 | 17 | 27.998 939 (11) | 33,1(1,3) мс | β − (99,42(12)% ) | 28 Мг | 1+ | ||||||||||||
| β − n (0,58(12)% ) | 27 Мг | ||||||||||||||||||
| 29 На | 11 | 18 | 29.002 877 (8) | 43,2(4) мс | β − (78% ) | 29 Мг | 3/2+ | ||||||||||||
| β − n (22(3)% ) | 28 Мг | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 10] | 27 Мг ? | ||||||||||||||||||
| 30 На | 11 | 19 | 30.009 098 (5) | 45,9(7) мс | β − (70,2(2,2)% ) | 30 Мг | 2+ | ||||||||||||
| β − n (28,6(2,2)% ) | 29 Мг | ||||||||||||||||||
| β − 2n (1,24(19)% ) | 28 Мг | ||||||||||||||||||
| β − α (5,5 (2)% × 10−5 ) | 26 Не | ||||||||||||||||||
| 31 На | 11 | 20 | 31.013 147 (15) | 16.8(3) мс | β − (>63,2(3,5)% ) | 31 Мг | 3/2+ | ||||||||||||
| β − n (36,0(3,5)% ) | 30 Мг | ||||||||||||||||||
| β − 2n (0,73(9)% ) | 29 Мг | ||||||||||||||||||
| β − 3n (<0,05% ) | 28 Мг | ||||||||||||||||||
| 32 На | 11 | 21 | 32.020 010 (40) | 12.9(3) мс | β − (66,4(6,2)% ) | 32 Мг | (3−) | ||||||||||||
| β − n (26(6)% ) | 31 Мг | ||||||||||||||||||
| β − 2n (7,6(1,5)% ) | 30 Мг | ||||||||||||||||||
| 32м На [6] | 625 кэВ | 24(2) мкс | ЭТО | 32 На | (0+,6−) | ||||||||||||||
| 33 На | 11 | 22 | 33.025 53 (48) | 8.2(4) мс | β − n (47(6)% ) | 32 Мг | (3/2+) | ||||||||||||
| β − (40,0(6,7)% ) | 33 Мг | ||||||||||||||||||
| β − 2n (13(3)% ) | 31 Мг | ||||||||||||||||||
| 34 На | 11 | 23 | 34.034 01 (64) | 5,5(1,0) мс | β − 2n (~50% ) | 32 Мг | 1+ | ||||||||||||
| β − (~35% ) | 34 Мг | ||||||||||||||||||
| β − н (~15% ) | 33 Мг | ||||||||||||||||||
| 35 На | 11 | 24 | 35.040 61 (72) # | 1,5(5) мс | β − | 35 Мг | 3/2+# | ||||||||||||
| β − n ? [n 10] | 34 Мг ? | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 10] | 33 Мг ? | ||||||||||||||||||
| 37 На | 11 | 26 | 37.057 04 (74) # | 1# мс [>1,5 мкс ] | β − ? [n 10] | 37 Мг ? | 3/2+# | ||||||||||||
| β − n ? [n 10] | 36 Мг ? | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 10] | 35 Мг ? | ||||||||||||||||||
| 39 На [4] | 11 | 28 | 39.075 12 (80) # | 1# мс [>400 нс ] | β − ? [n 10] | 39 Мг ? | 3/2+# | ||||||||||||
| β − n ? [n 10] | 38 Мг ? | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 10] | 37 Мг ? | ||||||||||||||||||
| Заголовок и нижний колонтитул этой таблицы: | |||||||||||||||||||
- ^ m Na – Возбужденный ядерный изомер .
- ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) приводится в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # – Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из тенденций от поверхности массы (TMS).
- ^ ab # – Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из тенденций соседних нуклидов (TNN).
- ^
Способы распада:
ЭТО: Изомерный переход н: Нейтронное излучение р: Эмиссия протонов - ^ Жирный символ как дочерний – Дочерний продукт стабилен.
- ^ ( ) значение спина – указывает спин со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Показанный режим распада наблюдался, но его интенсивность экспериментально неизвестна.
- ^ ab Космогенный нуклид
- ^ abcdefghi Показанный режим распада энергетически разрешен, но его возникновение в этом нуклиде экспериментально не наблюдалось.
Натрий-22
Натрий-22 — радиоактивный изотоп натрия, подвергающийся позитронной эмиссии .22
Ne с периодом полураспада2,6019(6) лет .22
Na исследуется как эффективный генератор «холодных позитронов » ( антивещества ) для производства мюонов для катализа синтеза дейтерия . [ необходима ссылка ] Он также широко используется как источник позитронов в спектроскопии позитронной аннигиляции . [7]
Натрий-23
Натрий-23 — изотоп натрия с атомной массой 22,98976928. Это единственный стабильный изотоп натрия, а также единственный первичный изотоп. Благодаря своей распространенности натрий-23 используется в ядерном магнитном резонансе в различных областях исследований, включая материаловедение и исследование батарей. [8] Релаксация натрия-23 применяется в изучении взаимодействий катионов и биомолекул, внутриклеточного и внеклеточного натрия, транспорта ионов в батареях и квантовой обработке информации. [9]
Натрий-24
Натрий-24 радиоактивен и может быть создан из обычного натрия-23 путем нейтронной активации . С периодом полураспада14.9560(15) ч ,24
Na распадается на24
Mg путем испускания электрона и двух гамма-лучей . [10] [11]
Воздействие на организм человека интенсивного нейтронного излучения создает24
Na в плазме крови . Измерения его количества могут быть сделаны для определения поглощенной дозы радиации пациента. [11] Это может быть использовано для определения типа необходимого медицинского лечения.
Когда натрий используется в качестве теплоносителя в реакторах на быстрых нейтронах ,24
Образуется Na , который делает теплоноситель радиоактивным. Когда24
Na распадается, это вызывает накопление магния в охлаждающей жидкости. Поскольку период полураспада короткий,24
Часть Na в теплоносителе перестает быть радиоактивной в течение нескольких дней после извлечения из реактора. Утечка горячего натрия из первичного контура может привести к радиоактивным пожарам, [12] поскольку он может воспламениться при контакте с воздухом (и взорваться при контакте с водой). По этой причине первичный контур охлаждения находится внутри защитной оболочки.
Натрий был предложен в качестве оболочки для соленой бомбы , так как он может превратиться в24
Na и производят интенсивные гамма-излучения в течение нескольких дней. [13] [14]
Примечания
- ^ ab Обратите внимание, что NUBASE2020 использует тропический год для преобразования между годами и другими единицами времени, а не григорианский год . Соотношение между годами и другими единицами времени в NUBASE2020 следующее: 1 y = 365.2422 d = 31 556 926 s
Ссылки
- ^ abcd Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "Оценка ядерных свойств NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
- ^ "Стандартные атомные веса: натрий". CIAAW . 2005.
- ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). "Стандартные атомные веса элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)". Чистая и прикладная химия . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
- ^ ab Ahn, DS; et al. (2022-11-14). "Открытие 39Na". Physical Review Letters . 129 (21) 212502: 212502. Bibcode : 2022PhRvL.129u2502A. doi : 10.1103/PhysRevLett.129.212502 . PMID 36461972. S2CID 253591660.
- ^ Ван, Мэн; Хуан, ВДж; Кондев, ФГ; Ауди, Г.; Наими, С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки*». Chinese Physics C. 45 ( 3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
- ^ Грей, Ти Джей; Олмонд, Дж. М.; Сюй, З.; Кинг, Т.Т.; Лубна, Р.С.; Кроуфорд, HL; Трипати, В.; Крайдер, Б.П.; Гживач, Р.; Лиддик, С.Н.; Маккиавелли, АО; Мияги, Т.; Повес, А.; Андалиб, А.; Арго, Э.; Бенетти, К.; Бхаттачарья, С.; Кэмпбелл, CM; Карпентер, член парламента; Чан, Дж.; Честер, А.; Кристи, Дж.; Кларк, Б.Р.; Кокс, И.; Дётч, А.А.; Допфер, Дж.; Дуарте, JG; Фэллон, П.; Фротчер, А.; Габалла, Т.; Харк, Дж. Т.; Хайдеман, Дж.; Хюген, Х.; Холт, Джей Ди; Джайн, Р.; Китамура, Н.; Колос, К.; Кондев Ф.Г.; Ламинак, А.; Лонгфелло, Б.; Люитель, С.; Мадурга, М.; Махаджан, Р.; Моганнам, MJ; Морс, К.; Неупан, С.; Новицкий, А.; Огунбеку, TH; Онг, В.-Дж.; Порцио, К.; Прокоп, CJ; Раско, Британская Колумбия; Роннинг, Э.К.; Рубино, Э.; Руланд, Ти Джей; Рыкачевский, К.П.; Шадиг, Л.; Севериняк, Д.; Сигл, К.; Сингх, М.; Стучбери, AE; Табор, SL; Тан, Т.Л.; Уилер, Т.; Вингер, Дж. А.; Вуд, Дж. Л. (13 июня 2023 г.). «Микросекундный изомер на острове инверсии формы N = 20, наблюдаемый на FRIB». Physical Review Letters . 130 (24). arXiv : 2302.11607 . doi : 10.1103/PhysRevLett.130.242501.
- ^ Saro, Matúš; Kršjak, Vladimír; Petriska, Martin; Slugeň, Vladimír (2019-07-29). "Определение вклада источника натрия-22 в измерения аннигиляции позитронов с использованием GEANT4". Труды конференции AIP . 2131 (1): 020039. Bibcode : 2019AIPC.2131b0039S. doi : 10.1063/1.5119492. ISSN 0094-243X. S2CID 201349680.
- ^ Гото, Казума (8 февраля 2021 г.). «Анализ твердотельного ЯМР 23Na для натрий-ионных батарей и материалов». Батареи и суперконденсаторы . 4 (8): 1267–127. doi :10.1002/batt.202000295. S2CID 233827472.
- ^ Сонг, Ифань; Инь, Юй; Чэнь, Циньлун; Маркетти, Алессандро; Конг, Сюэцянь (2023). «23Na релаксометрия: обзор теории и приложений». Magnetic Resonance Letters . 3 (2): 150–174. doi : 10.1016/j.mrl.2023.04.001 .
- ^ «Натрий-24». Британская энциклопедия .
- ^ аб Экендаль, Даниэла; Рубович, Питер; Жлебчик, Павел; Гупка, Иван; Хумл, Ондржей; Бечкова, Вера; Мала, Хелена (7 ноября 2019 г.). «Оценка дозы нейтронов по образцам крови и волос человека». Радиационная защита Дозиметрия . 186 (2–3): 202–205. дои : 10.1093/rpd/ncz202. ПМИД 31702764.
- ^ Необычные происшествия во время работы LMFR, Труды заседания Технического комитета, состоявшегося в Вене, 9–13 ноября 1998 г., МАГАТЭ . Страницы 84, 122.
- ^ "Science: fy for Doomsday" . Time . 24 ноября 1961 г. Архивировано из оригинала 14 марта 2016 г.
- ^ Кларк, WH (1961). «Химические и термоядерные взрывчатые вещества». Bulletin of the Atomic Scientists . 17 (9): 356–360. Bibcode : 1961BuAtS..17i.356C. doi : 10.1080/00963402.1961.11454268.
Внешние ссылки
- Данные по изотопам натрия из проекта «Изотопы лаборатории Беркли»
