Изотопы стронция
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Стандартный атомный вес A r °(Sr) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Щелочноземельный металл стронций ( 38 Sr) имеет четыре стабильных природных изотопа : 84 Sr (0,56%), 86 Sr (9,86%), 87 Sr (7,0%) и 88 Sr (82,58%). Его стандартный атомный вес составляет 87,62(1).
Только 87 Sr является радиогенным ; он образуется при распаде радиоактивного щелочного металла 87 Rb , период полураспада которого составляет 4,88 × 10 10 лет (т. е. более чем в три раза больше, чем текущий возраст Вселенной ). Таким образом, в любом материале существует два источника 87 Sr: первичный, образующийся в процессе нуклеосинтеза вместе с 84 Sr, 86 Sr и 88 Sr; и тот, который образуется при радиоактивном распаде 87 Rb. Отношение 87 Sr/ 86 Sr является параметром, обычно сообщаемым в геологических исследованиях; [4] отношения в минералах и горных породах имеют значения в диапазоне от примерно 0,7 до более 4,0 (см. датирование рубидием и стронцием ). Поскольку стронций имеет электронную конфигурацию, похожую на конфигурацию кальция , он легко заменяет кальций в минералах .
В дополнение к четырем стабильным изотопам известно о существовании тридцати двух нестабильных изотопа стронция, от 73 Sr до 108 Sr. Радиоактивные изотопы стронция в основном распадаются на соседние элементы иттрий ( 89 Sr и более тяжелые изотопы, через бета-минус-распад ) и рубидий ( 85 Sr, 83 Sr и более легкие изотопы, через позитронную эмиссию или электронный захват ). Самыми долгоживущими из этих изотопов и наиболее изученными являются 90 Sr с периодом полураспада 28,9 лет, 85 Sr с периодом полураспада 64,853 дня и 89 Sr ( 89 Sr) с периодом полураспада 50,57 дня. Все остальные изотопы стронция имеют период полураспада менее 50 дней, большинство менее 100 минут.
Стронций-89 — это искусственный радиоизотоп, используемый при лечении рака костей; [5] это применение использует его химическое сходство с кальцием, что позволяет ему замещать кальций в костных структурах. В случаях, когда у онкологических больных наблюдаются обширные и болезненные костные метастазы , введение 89 Sr приводит к доставке бета-частиц непосредственно в раковые части кости, где обмен кальция наиболее высок. Стронций-90 является побочным продуктом ядерного деления , присутствующим в радиоактивных осадках . Чернобыльская ядерная катастрофа 1986 года загрязнила обширную территорию 90 Sr. [6] Он вызывает проблемы со здоровьем, так как заменяет кальций в костях , предотвращая его выведение из организма. Поскольку он является долгоживущим высокоэнергетическим бета- излучателем, он используется в устройствах SNAP ( системы для ядерной вспомогательной энергии ). Эти устройства перспективны для использования в космических аппаратах , удаленных метеостанциях, навигационных буях и т. д., где требуется легкий, долговечный ядерно-электрический источник энергии.
В 2020 году исследователи обнаружили, что зеркальные нуклиды 73 Sr и 73 Br ведут себя не идентично друг другу, как ожидалось. [7]
Список изотопов
| Нуклид [n 1] | З | Н | Изотопная масса ( Да ) [8] [n 2] [n 3] | Период полураспада [1] [n 4] | Режим распада [1] [n 5] | Дочерний изотоп [n 6] [n 7] | Спин и четность [1] [n 8] [n 4] | Природная распространенность (мольная доля) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | Нормальная пропорция [1] | Диапазон вариаций | |||||||||||||||||
| 73 Ср | 38 | 35 | 72.96570(43)# | 25,3(14) мс | β + , р (63%) | 72 Кр | (5/2−) | ||||||||||||
| β + (37%) | 73 руб. | ||||||||||||||||||
| 74 Ср | 38 | 36 | 73.95617(11)# | 27,6(26) мс | β + | 74 руб. | 0+ | ||||||||||||
| 75 Ср | 38 | 37 | 74.94995(24) | 85,2(23) мс | β + (94,8%) | 75 руб. | (3/2−) | ||||||||||||
| β + , р (5,2%) | 74 Кр | ||||||||||||||||||
| 76 Ср | 38 | 38 | 75.941763(37) | 7.89(7) с | β + | 76 руб. | 0+ | ||||||||||||
| β + , р (0,0034%) | 75 Кр | ||||||||||||||||||
| 77 Ср | 38 | 39 | 76.9379455(85) | 9.0(2) с | β + (99,92%) | 77 руб. | 5/2+ | ||||||||||||
| β + , р (0,08%) | 76 Кр | ||||||||||||||||||
| 78 Ср | 38 | 40 | 77.9321800(80) | 156.1(27) с | β + | 78 руб. | 0+ | ||||||||||||
| 79 Ср | 38 | 41 | 78.9297047(80) | 2.25(10) мин | β + | 79 руб. | 3/2− | ||||||||||||
| 80 Ср | 38 | 42 | 79.9245175(37) | 106.3(15) мин | β + | 80 руб. | 0+ | ||||||||||||
| 81 Ср | 38 | 43 | 80.9232114(34) | 22.3(4) мин | β + | 81 руб. | 1/2− | ||||||||||||
| 81м1 Ср | 79,23(4) кэВ | 390(50) нс | ЭТО | 81 Ср | (5/2)− | ||||||||||||||
| 81м2 Ср | 89,05(7) кэВ | 6.4(5) мкс | (7/2+) | ||||||||||||||||
| 82 Ср | 38 | 44 | 81.9183998(64) | 25.35(3) д | ЕС | 82 руб. | 0+ | ||||||||||||
| 83 Ср | 38 | 45 | 82.9175544(73) | 32.41(3) ч. | β + | 83 руб. | 7/2+ | ||||||||||||
| 83м Ср | 259,15(9) кэВ | 4.95(12) с | ЭТО | 83 Ср | 1/2− | ||||||||||||||
| 84 Ср | 38 | 46 | 83.9134191(13) | Наблюдаемо стабильный [n 9] | 0+ | 0,0056(2) | |||||||||||||
| 85 Ср | 38 | 47 | 84.9129320(30) | 64.846(6) д | ЕС | 85 руб. | 9/2+ | ||||||||||||
| 85м Ср | 238,79(5) кэВ | 67.63(4) мин | ИТ (86,6%) | 85 Ср | 1/2− | ||||||||||||||
| β + (13,4%) | 85 руб. | ||||||||||||||||||
| 86 Ср | 38 | 48 | 85.9092607247(56) | Стабильный | 0+ | 0,0986(20) | |||||||||||||
| 86м Ср | 2956,09(12) кэВ | 455(7) нс | ЭТО | 86 Ср | 8+ | ||||||||||||||
| 87 Ср [н 10] | 38 | 49 | 86.9088774945(55) | Стабильный | 9/2+ | 0,0700(20) | |||||||||||||
| 87м Ср | 388,5287(23) кэВ | 2.805(9) ч | ИТ (99,70%) | 87 Ср | 1/2− | ||||||||||||||
| ЕС (0,30%) | 87 руб. | ||||||||||||||||||
| 88 Ср [н 11] | 38 | 50 | 87.905612253(6) | Стабильный | 0+ | 0,8258(35) | |||||||||||||
| 89 Ср [н 11] | 38 | 51 | 88.907450808(98) | 50.563(25) д | β − | 89 лет | 5/2+ | ||||||||||||
| 90 Ср [н 11] | 38 | 52 | 89.9077279(16) | 28.91(3) г | β − | 90 лет | 0+ | ||||||||||||
| 91 Ср | 38 | 53 | 90.9101959(59) | 9.65(6) ч. | β − | 91 год | 5/2+ | ||||||||||||
| 92 Ср | 38 | 54 | 91.9110382(37) | 2.611(17) ч | β − | 92 года | 0+ | ||||||||||||
| 93 Ср | 38 | 55 | 92.9140243(81) | 7.43(3) мин | β − | 93 года | 5/2+ | ||||||||||||
| 94 Ср | 38 | 56 | 93.9153556(18) | 75,3(2) с | β − | 94 года | 0+ | ||||||||||||
| 95 Ср | 38 | 57 | 94.9193583(62) | 23.90(14) с | β − | 95 лет | 1/2+ | ||||||||||||
| 96 Ср | 38 | 58 | 95.9217190(91) | 1.059(8) с | β − | 96 лет | 0+ | ||||||||||||
| 97 Ср | 38 | 59 | 96.9263756(36) | 432(4) мс | β − (99,98%) | 97 лет | 1/2+ | ||||||||||||
| β − , н (0,02%) | 96 лет | ||||||||||||||||||
| 97м1 Ср | 308,13(11) кэВ | 175.2(21) нс | ЭТО | 97 Ср | 7/2+ | ||||||||||||||
| 97м2 Ср | 830,83(23) кэВ | 513(5) нс | ЭТО | 97 Ср | (9/2+) | ||||||||||||||
| 98 Ср | 38 | 60 | 97.9286926(35) | 653(2) мс | β − (99,77%) | 98 лет | 0+ | ||||||||||||
| β − , н (0,23%) | 97 лет | ||||||||||||||||||
| 99 Ср | 38 | 61 | 98.9328836(51) | 269,2(10) мс | β − (99,90%) | 99 лет | 3/2+ | ||||||||||||
| β − , н (0,100%) | 98 лет | ||||||||||||||||||
| 100 Ср | 38 | 62 | 99.9357833(74) | 202.1(17) мс | β − (98,89%) | 100 лет | 0+ | ||||||||||||
| β − , н (1,11%) | 99 лет | ||||||||||||||||||
| 100м Ср | 1618,72(20) кэВ | 122(9) нс | ЭТО | 100 Ср | (4−) | ||||||||||||||
| 101 Ср | 38 | 63 | 100.9406063(91) | 113,7(17) мс | β − (97,25%) | 101 год | (5/2−) | ||||||||||||
| β − , н (2,75%) | 100 лет | ||||||||||||||||||
| 102 Ср | 38 | 64 | 101.944005(72) | 69(6) мс | β − (94,5%) | 102 года | 0+ | ||||||||||||
| β − , н (5,5%) | 101 год | ||||||||||||||||||
| 103 Ср | 38 | 65 | 102.94924(22)# | 53(10) мс | β − | 103 г. | 5/2+# | ||||||||||||
| 104 Ср | 38 | 66 | 103.95302(32)# | 50,6(42) мс | β − | 104 г. | 0+ | ||||||||||||
| 105 Ср | 38 | 67 | 10495900(54)# | 39(5) мс | β − | 105 лет | 5/2+# | ||||||||||||
| 106 Ср | 38 | 68 | 105.96318(64)# | 21(8) мс | β − | 106 лет | 0+ | ||||||||||||
| 107 Ср | 38 | 69 | 106.96967(75)# | 25# мс [>400 нс] | 1/2+# | ||||||||||||||
| 108 Ср [9] | 38 | 70 | |||||||||||||||||
| Заголовок и нижний колонтитул этой таблицы: | |||||||||||||||||||
- ^ m Sr – 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:
ЕС: Захват электронов ЭТО: Изомерный переход н: Нейтронное излучение р: Эмиссия протонов - ^ Жирный курсивный символ как дочерний – Дочерний продукт почти стабилен.
- ^ Жирный символ как дочерний – Дочерний продукт стабилен.
- ^ ( ) значение спина – указывает спин со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Считается, что распадается по реакции β + β + до 84 Kr.
- ^ Используется при датировании по методу рубидия и стронция.
- ^ abc Продукт деления
Ссылки
- ^ abcde 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: стронций". CIAAW . 1969.
- ^ 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.
- ^ Дикин, Алан П. (2018). Геология радиогенных изотопов (3-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-09944-9.
- ^ Reddy, Eashwer K.; Robinson, Ralph G.; Mansfield, Carl M. (январь 1986 г.). «Стронций 89 для паллиативного лечения метастазов в костях». Журнал Национальной медицинской ассоциации . 78 (1): 27– 32. ISSN 0027-9684. PMC 2571189. PMID 2419578 .
- ^ Вилкен, РД; Диль, Р. (1987). «Стронций-90 в образцах окружающей среды из Северной Германии до и после аварии на Чернобыльской АЭС». Radiochimica Acta . 41 (4): 157– 162. doi :10.1524/ract.1987.41.4.157. S2CID 99369165.
- ^ "Открытие группы под руководством Массачусетского университета Лоуэлла бросает вызов ядерной теории". Space Daily . Получено 26.06.2022 .
- ^ 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.
- ^ Сумикама, Т.; и др. (2021). «Наблюдение новых нейтронно-богатых изотопов вблизи 110Zr». Physical Review C. 103 ( 1): 014614. Bibcode : 2021PhRvC.103a4614S. doi : 10.1103/PhysRevC.103.014614. hdl : 10261/260248 . S2CID 234019083.
- Массы изотопов из:
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128 , Бибкод : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
- Изотопный состав и стандартные атомные массы из:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Атомные веса элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет ИЮПАК)". Pure and Applied Chemistry . 75 (6): 683– 800. doi : 10.1351/pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомные веса элементов 2005 (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051– 2066. doi : 10.1351/pac200678112051 .
- «Новости и уведомления: пересмотрены стандартные атомные веса». Международный союз теоретической и прикладной химии . 19 октября 2005 г.
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128 , Бибкод : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
- Национальный центр ядерных данных . "База данных NuDat 2.x". Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Таблица изотопов". В Lide, David R. (ред.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85-е изд.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.
