Bór izotópok
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. október 28-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .A bór izotópok a bór kémiai elem atomjainak (és magjainak ) változatai , amelyek eltérő neutrontartalommal rendelkeznek az atommagban.
A természetes bór két stabil izotópból áll - a körülbelül 20 at.% koncentrációjú bór-10-ből és a többi - bór-11-ből. E két izotóp aránya a különböző természetes forrásokban változik az egyik vagy másik izotópban bekövetkező természetes dúsulási folyamatok eredményeként. A bór-10 és a bór-11 koncentrációja a különböző természetes bórforrások átlagában 19,97 at.%, illetve 80,17 at.%, 18,929-20,386, illetve 79,614-81,071 at.%-on belüli eltérésekkel.
A bór összes többi izotópja radioaktív , a leghosszabb életű a bór-8, felezési ideje 770 ms.
Bór izotóp táblázat
| Nuklid szimbólum |
Z ( p ) | N( n ) | Izotóp tömege [1] ( a.u.m. ) |
Felezési idő [2] (T 1/2 ) |
Bomlási csatorna | Bomlástermék | Az atommag spinje és paritása [2] |
Az izotóp elterjedtsége a természetben |
Az izotóp-bőség változásának tartománya a természetben |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gerjesztő energia | |||||||||
| 7 B |
5 | 2 | 7,029712±(27) | (570 ± (14))⋅10 -24 s [ 801 ± (20) keV ] |
p | 6 Lenni |
(3/2−) | ||
| nyolc B |
5 | 3 | 8,0 246 073 ± (11) | 771,9±(9)ms | β + , α | négy Ő |
2+ | ||
| 8 m B |
10 624 ± (8) keV | 0+ | |||||||
| 9 B |
5 | négy | 9,0 133 296 ± (10) | (800 ± (300))⋅10 -21 s | p | nyolc Lenni |
3/2− | ||
| tíz B |
5 | 5 | 10 012 936 862 ± (16) | stabil | 3+ | [ 0,189 , 0,204 ] [3] | |||
| tizenegy B |
5 | 6 | 11 009 305 167 ± (13) | stabil | 3/2− | [ 0,796 , 0,811 ] [3] | |||
| 11 m B |
12 560 ± (9) keV | 1/2+, (3/2+) | |||||||
| 12 B |
5 | 7 | 12,0 143 526 ± (14) | 20,20±(2)ms | β − ( 99,40 ± (2) %) | 12 C |
1+ | ||
| β − , α ( 0,60 ± (2) %) | nyolc Lenni | ||||||||
| 13 B |
5 | nyolc | 13,0 177 800 ± (11) | 17,16±(18)ms | β − ( 99,734 ± (36) %) | 13 C |
3/2− | ||
| β − , n ( 0,266 ± (36) %) | 12 C | ||||||||
| tizennégy B |
5 | 9 | 14.025404±(23) | 12,36±(29)ms | β − ( 93,96 ± (23) %) | tizennégy C |
2− | ||
| β − , n ( 6,04 ± (23) %) | 13 C | ||||||||
| 14 m B |
17 065 ± (29) keV | (4,15 ± (1,90))⋅10 -21 s | 0+ | ||||||
| tizenöt B |
5 | tíz | 15,031087±(23) | 10,18±(35)ms | β − , n (> 98,7 ± (1,0) %) | tizennégy C |
3/2− | ||
| β − (< 1,3%) | tizenöt C | ||||||||
| β − , 2n (< 1,5%) | 13 C | ||||||||
| 16 B |
5 | tizenegy | 16,039841±(26) | > 4,6⋅10 -21 s | n | tizenöt B |
0− | ||
| 17 B |
5 | 12 | 17.04 693±(22) | 5,08±(5)ms | β − , n ( 63 ± (1) %) | 16 C |
(3/2−) | ||
| β − ( 21,1 ± (2,4) %) | 17 C | ||||||||
| β − , 2n ( 12 ± (2) %) | tizenöt C | ||||||||
| β − , 3n ( 3,5 ± (7) %) | tizennégy C | ||||||||
| β − , 4n ( 0,4 ± (3) %) | 13 C | ||||||||
| tizennyolc B |
5 | 13 | 18.05 560±(22) | < 26 ns | n | 17 B |
(2−) | ||
| 19 B |
5 | tizennégy | 19.06 417 ± (56) | 2,92±(13)ms | β − , n ( 71 ± (9) %) | tizennyolc C |
(3/2−) | ||
| β − , 2n ( 17 ± (5) %) | 17 C | ||||||||
| β − , 3n (< 9,1%) | 16 C | ||||||||
| β − (> 2,9%) | 19 C | ||||||||
| húsz B [4] |
5 | tizenöt | 20.07 451 ± (59) | > 912,4⋅10 -24 s | n | 19 B |
(1-, 2-) | ||
| 21 B [4] |
5 | 16 | 21.08 415 ± (60) | > 760⋅10 -24 s | 2n | 19 B |
(3/2−) | ||
Magyarázatok a táblázathoz
- Az izotóp abundanciát a legtöbb természetes mintára adták meg. Más források esetében az értékek nagymértékben eltérhetnek.
- Az 'm', 'n', 'p' indexek (a szimbólum mellett) a nuklid gerjesztett izomer állapotait jelölik.
- A vastagon szedett szimbólumok stabil bomlástermékeket jelölnek. A félkövér, dőlt betűs szimbólumok olyan radioaktív bomlástermékeket jelölnek, amelyek felezési ideje a Föld korához hasonló vagy annál hosszabb, és ezért jelen vannak a természetes keverékben.
- A hash-sel (#) jelölt értékek nem pusztán kísérleti adatokból származnak, hanem (legalábbis részben) a szomszédos nuklidok szisztematikus trendjeiből (ugyanolyan Z és N arány mellett) becsülhetők . A bizonytalansági spin és/vagy paritásértékek zárójelben vannak.
- A bizonytalanságot zárójelben megadott számként adjuk meg, az utolsó számjegy egységeiben kifejezve, egy szórást jelent (kivéve egy izotóp mennyiségét és standard atomtömegét az IUPAC adatok szerint, amelyre a bizonytalanság összetettebb meghatározása használt). Példák: 29770,6(5) azt jelenti, hogy 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) azt jelenti, hogy 21,48 ± 0,15; A −2200,2(18) jelentése −2200,2 ± 1,8.
Alkalmazás
A Boron-10 termikus neutronbefogási keresztmetszete nagyon magas , 3837 barn -nak felel meg (más elemek legtöbb izotópja esetében ez a keresztmetszet közel van egy barn egységéhez vagy törtrészéhez), és amikor egy neutront befognak, gerjesztett bór- 11 atommag ( 11 B*) keletkezik, amely azonnal két stabil atommagra bomlik ( alfa részecske és lítium-7 mag), ezek a magok nagyon gyorsan lelassulnak a közegben, és nincs áthatoló sugárzás ( gamma-sugárzás és neutronok), ellentétben más izotópok neutronbefogásának hasonló reakcióival:
+ 2,31 MeV .
Ezért a bórsav és más kémiai vegyületek , például a bór-karbid oldatának részeként 10 V-ot használnak az atomreaktorokban a reakcióképesség szabályozására , valamint a személyzet termikus neutronokkal szembeni biológiai védelmére . A neutronabszorpció hatékonyságának növelése érdekében a reaktorokban használt bórt néha speciálisan a bór-10 izotóppal dúsítják.
Ezenkívül a bórvegyületeket a neutronbefogó terápiában használják bizonyos típusú agydaganatok kezelésére , a hélium-4 és lítium-7 ionizáló gyors magjainak tartománya a testszövetekben nagyon kicsi, ezért az egészséges szövetekre nincs hatással az ionizáló sugárzás .
A bór BF 3 gáznemű kémiai vegyületét munkaközegként használják termikus neutrondetektorok ionizációs kamráiban .
2015-ben a Science folyóiratban megjelent cikk [ 5] javasolta a bór izotópok arányának mérését a késő perm és a triász időszak eleji ősi üledékes kőzetekben a víz savasságának ( pH ) változásának meghatározására . a paleooceanok epochákban, hogy megmagyarázzák a permi tömeges kihalás lehetséges okait, főként vízi szervezeteket, amelyeket valószínűleg a vulkáni aktivitás globális növekedése okoz, és szén-dioxid légkörbe való kibocsátása kíséri . Ez az ősi óceánok savasságának meghatározására szolgáló módszer láthatóan pontosabb, mint a korábban használt módszer a savasság meghatározására a kalcium-izotópok [6] és a szénizotópok arányából .
Jegyzetek
- ↑ Az adatok Meng Wang , Huang WJ , Kondev FG , Audi G. , Naimi S. Az Ame2020 atomtömeg-értékelés alapján (II.). Táblázatok, grafikonok és hivatkozások (angol nyelven) // Chinese Physics C. - 2021. - Vol. 43 , iss. 3 . - P. 030003-1-030003-512 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
- ↑ 1 2 Adatok Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. A Nubase2020 értékelése a nukleáris tulajdonságokról // Chinese Physics C. - 2021. - Kt. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
- ↑ 12 A bór atomtömege . CIAAW .
- ↑ 1 2 Leblond, S.; et al. (2018). „ 20 B és 21 B első megfigyelése ”. Fizikai áttekintő levelek . 121 (26): 262502–1–262502–6. arXiv : 1901.00455 . DOI : 10.1103/PhysRevLett.121.262502 . PMID 30636115 .
- ↑ Clarkson, MO et al. (2015) Science 348, 229-232.
- ↑ Witze, Alexandra (2015) Savas óceánok, amelyek a valaha volt legnagyobb kihaláshoz kapcsolódnak; A 252 millió évvel ezelőtti kőzetek arra utalnak, hogy a vulkánokból származó szén-dioxid halálossá tette a tengervizet. Journal Nature; Hírközlés 2015. április 09-én
| izotópok | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||