A hafnium izotópjai
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. november 18-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 2 szerkesztést igényelnek .A hafnium izotópok a hafnium kémiai elem olyan változatai, amelyekben eltérő számú neutron található az atommagban. A hafnium ismert izotópjai 153-188 tömegszámmal ( protonok száma 72, neutronok száma 81-116 ) és 26 nukleáris izomer .
A természetes hafnium 6 izotóp keverékéből áll. Közülük öt stabil:
- 176 Hf (izotóp abundancia 5,26%), stabil
- 177 Hf (izotóp abundanciája 18,60%), stabil
- 178 Hf (izotóp abundancia 27,28%), stabil
- 179 Hf (izotóp abundancia 13,62%), stabil
- 180 Hf (izotóp abundancia 35,08%), stabil
Egy másik természetes izotópnak hatalmas felezési ideje van , sokkal hosszabb, mint a világegyetem kora :
- 174 Hf ( izotóp abundancia 0,16%), felezési idő 2×10 15 év
A leghosszabb élettartamú mesterséges radioizotóp 182 Hf, felezési ideje 8,9 millió év.
178m2 Hf
Főcikk Hafnium bomba1998-ban a 178 m2 -es Hf izomer felkeltette a tudósok figyelmét . Jellemzője a gerjesztett állapot jelentős energiája (2,446 MeV /mag vagy 1,3 GJ /1 gramm), hosszú felezési idővel (31 év). [1] [2] Az izomer átmenet során energia szabadult fel gamma-sugárzás formájában, a végső izotóp stabil.
1998-ban egy kutatócsoport Carl Collins vezetésével arról számolt be, hogy megtalálták a módját egy izomer bomlásának kikényszerítésére. A csoport szerint az anyag bizonyos spektrumú röntgensugárzással történő besugárzásával a természetes bomlási sebességet némileg növelni lehetett . 2003-ban a DARPA védelmi kutatási ügynökség további kutatásokat finanszírozott, amelyek közfelháborodást és pletykákat váltottak ki az úgynevezett "hafniumbombáról" – egy olyan eszközről, amely lavina izomer átmenetet hajt végre az izomer jelentős tömegében, és az izomerhez hasonló energiákat szabadít fel. hagyományos vegyi robbanóanyagok robbanási energiái.
Mindazonáltal a tudományos világban nemcsak az ilyen eszközök megépítésének lehetőségét illetően voltak szkeptikusak, hanem az izomer átmenet mesterséges stimulálásának lehetőségével kapcsolatban is, kritizálva Collins munkásságát. A kísérletek megbízhatóságával kapcsolatos kétségek mellett rámutattak arra is, hogy óriási nehézségekbe ütközik az izomer olyan mennyiségben való beszerzése, amely a gyakorlati fegyverek készítéséhez szükséges. A nehézségek oka az izomer szintézisének valamennyi ismert reakciójának rendkívül alacsony valószínűsége , amely nem teszi lehetővé az izomer ismert berendezéssel a szükséges mennyiségben történő előállítását.
Hafnium izotópok táblázata
| Nuklid szimbólum |
Z ( p ) | N( n ) | Izotóp tömege [3] ( a.u.m. ) |
Felezési idő [4] (T 1/2 ) |
Bomlási csatorna | Bomlástermék | Az atommag spinje és paritása [4] |
Az izotóp elterjedtsége a természetben |
Az izotóp-bőség változásának tartománya a természetben |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gerjesztő energia | |||||||||
| 153 Hf | 72 | 81 | 152.97069(54)# | 400# ms [>200 ns] | 1/2+# | ||||
| 153 m Hf | 750(100)# keV | 500# ms | 11/2−# | ||||||
| 154 hf | 72 | 82 | 153.96486(54)# | 2. (1) bekezdés s | β + | 154 Lu | 0+ | ||
| α (ritka) | 150 Yb | ||||||||
| 155 hf | 72 | 83 | 154.96339(43)# | 890(120) ms | β + | 155 Lu | 7/2−# | ||
| α (ritka) | 151 Yb | ||||||||
| 156 hf | 72 | 84 | 155.95936(22) | 23. (1) ms | α (97%) | 152 Yb | 0+ | ||
| β + (3%) | 156 Lu | ||||||||
| 156 m Hf | 1959,0(10) keV | 480 (40) µs | 8+ | ||||||
| 157 Hf | 72 | 85 | 156.95840(21)# | 115 (1) ms | α (86%) | 153 Yb | 7/2− | ||
| β + (14%) | 157 Lu | ||||||||
| 158 hf | 72 | 86 | 157.954799(19) | 2,84 (7) s | β + (55%) | 158 Lu | 0+ | ||
| α (45%) | 154 Yb | ||||||||
| 159 Hf | 72 | 87 | 158.953995(18) | 5.20 (10) s | β + (59%) | 159 Lu | 7/2−# | ||
| α (41%) | 155 Yb | ||||||||
| 160 hf | 72 | 88 | 159.950684(12) | 13.6. (2) bekezdés s | β + (99,3%) | 160 Lu | 0+ | ||
| α (0,7%) | 156 Yb | ||||||||
| 161 Hf | 72 | 89 | 160.950275(24) | 18.2. (5) bek | β + (99,7%) | 161 Lu | 3/2−# | ||
| α (0,3%) | 157 Yb | ||||||||
| 162 hf | 72 | 90 | 161.94721(1) | 39.4. (9) s | β + (99,99%) | 162 Lu | 0+ | ||
| α (0,008%) | 158 Yb | ||||||||
| 163 Hf | 72 | 91 | 162.94709(3) | 40,0 (6) s | β + | 163 Lu | 3/2−# | ||
| α ( 10–4 %) | 159 Yb | ||||||||
| 164 hf | 72 | 92 | 163.944367(22) | 111. (8) bekezdés s | β + | 164 Lu | 0+ | ||
| 165 hf | 72 | 93 | 164.94457(3) | 76. (4) bekezdés s | β + | 165 Lu | (5/2−) | ||
| 166 hf | 72 | 94 | 165.94218(3) | 6,77 (30) perc | β + | 166 Lu | 0+ | ||
| 167 hf | 72 | 95 | 166,94260 (3) | 2,05 (5) perc | β + | 167 Lu | (5/2) | ||
| 168 hf | 72 | 96 | 167.94057(3) | 25,95(20) perc | β + | 168 Lu | 0+ | ||
| 169 hf | 72 | 97 | 168.94126(3) | 3,24 (4) perc | β + | 169 Lu | (5/2) | ||
| 170 hf | 72 | 98 | 169.93961(3) | 16.01(13) h | EZ | 170 Lu | 0+ | ||
| 171 Hf | 72 | 99 | 170.94049(3) | 12.1 (4) h | β + | 171 Lu | 7/2 (+) | ||
| 171 m Hf | 21,93 (9) keV | 29,5 (9) s | IP | 171 Hf | 1/2 (-) | ||||
| 172 Hf | 72 | 100 | 171.939448(26) | 1,87 (3) év | EZ | 172 Lu | 0+ | ||
| 172 m Hf | 2005.58(11) keV | 163. (3) bekezdésének ns | (8-) | ||||||
| 173 Hf | 72 | 101 | 172.94051(3) | 23,6 (1) h | β + | 173 Lu | 1/2− | ||
| 174 Hf | 72 | 102 | 173.940046(3) | 2.0(4)⋅10 15 év | α | 170 Yb | 0+ | 0,0016 (1) | 0,001619–0,001621 |
| 174m1 Hf | 1549,3 keV | 138. cikk (4) bekezdése | (6+) | ||||||
| 174m2 Hf | 1797,5(20) keV | 2,39 (4) µs | (8-) | ||||||
| 174m3 Hf | 3311,7 keV | 3,7 (2) µs | (14+) | ||||||
| 175 hf | 72 | 103 | 174.941509(3) | 70 (2) nap | β + | 175 Lu | 5/2− | ||
| 176 hf | 72 | 104 | 175.9414086(24) | stabil [n 1] | 0+ | 0,0526 (7) | 0,05206–0,05271 | ||
| 177 Hf | 72 | 105 | 176.9432207(23) | stabil (>1,3⋅10 18 év) [n 2] [5] | 7/2− | 0,1860 (9) | 0,18593–0,18606 | ||
| 177m1 Hf | 1315.4504(8) keV | 1.09. (5) s | 23/2+ | ||||||
| 177m2 Hf | 1342,38(20) keV | 55,9 (12) µs | (19/2−) | ||||||
| 177m3 Hf | 2740,02(15) keV | 51,4 (5) perc | 37/2− | ||||||
| 178 hf | 72 | 106 | 177.9436988(23) | stabil [n 3] | 0+ | 0,2728 (7) | 0,27278–0,27297 | ||
| 178m1 Hf | 1147.423(5) keV | 4.0 (2) s | 8− | ||||||
| 178m2 Hf | 2445,69(11) keV | 31 (1) éves | 16+ | ||||||
| 178m3 Hf | 2573,5 (5) keV | 68 (2) µs | (14−) | ||||||
| 179 Hf | 72 | 107 | 178.9458161(23) | stabil [n 4] | 9/2+ | 0,1362 (2) | 0,13619–0,1363 | ||
| 179m1 Hf | 375.0367(25) keV | 18.67. (4) bek | 1/2− | ||||||
| 179m2 Hf | 1105,84(19) keV | 25.05(25) nap | 25/2− | ||||||
| 180 hf | 72 | 108 | 179.9465500(23) | stabil [n 5] | 0+ | 0,3508 (16) | 0,35076–0,351 | ||
| 180m1 Hf | 1141,48 (4) keV | 5,47 (4) h | 8− | ||||||
| 180m2 hf | 1374,15 (4) keV | 0,57 (2) µs | (4−) | ||||||
| 180m3 Hf | 2425,8(10) keV | 15(5) µs | (10+) | ||||||
| 180 m4 hf | 2486,3 (9) keV | 10(1) µs | 12+ | ||||||
| 180m5 hf | 2538,3(12) keV | >10 µs | (14+) | ||||||
| 180m6 Hf | 3599,3(18) keV | 90(10) µs | (18-) | ||||||
| 181 Hf | 72 | 109 | 180.9491012(23) | 42,39 (6) nap | β − | 181 Ta | 1/2− | ||
| 181m1 Hf | 595 (3) keV | 80(5) µs | (9/2+) | ||||||
| 181m2 Hf | 1040(10) keV | ~100 µs | (17/2+) | ||||||
| 181m3 Hf | 1738(10) keV | 1,5 (5) ms | (27/2−) | ||||||
| 182 Hf | 72 | 110 | 181.950554(7) | 8,90(9)⋅10 6 év | β − | 182 Ta | 0+ | ||
| 182 m Hf | 1172,88(18) keV | 61,5 (15) perc | β − (58%) | 182 Ta | 8− | ||||
| IP (42%) | 182 Hf | ||||||||
| 183 Hf | 72 | 111 | 182.95353(3) | 1.067(17) h | β − | 183 Ta | (3/2−) | ||
| 184 hf | 72 | 112 | 183.95545(4) | 4.12. (5) h | β − | 184 Ta | 0+ | ||
| 184 m Hf | 1272,4 (4) keV | 48. (10) bekezdés s | β − | 184 Ta | 8− | ||||
| 185 hf | 72 | 113 | 184.95882(21)# | 3,5 (6) min | β − | 185 Ta | 3/2−# | ||
| 186 hf | 72 | 114 | 185.96089(32)# | 2,6 (12) perc | β − | 186 Ta | 0+ | ||
| 187 hf | 72 | 115 | 186.96459(43)# | 30# s [>300 ns] | |||||
| 188 hf | 72 | 116 | 187.96685(54)# | 20# s [>300 ns] | 0+ | ||||
- ↑ Elméletileg 172 Yb -nél alfa-bomláson megy keresztül
- ↑ Elméletileg 173 Yb alatt alfa-bomláson mehet keresztül
- ↑ Elméletileg 174 Yb -nál alfa-bomláson megy keresztül
- ↑ Elméletileg 175 Yb -nél alfa-bomláson megy keresztül
- ↑ Elméletileg 176 Yb -nél alfa-bomláson megy keresztül
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.
Jegyzetek
- ↑ Pentagon hiba (lefelé irányuló kapcsolat) . Popular Mechanics (2007. október). Letöltve: 2018. november 10. Az eredetiből archiválva : 2011. május 10.
- ↑ A 178m2 Hf-es nukleáris izomer és az " izomerbomba" indukált bomlása . UFN (2005. május). Archiválva az eredetiből 2011. augusztus 22-én.
- ↑ Adatok Audi G. , Wapstra AH , Thibault C szerint. Az AME2003 atomtömeg-értékelés (II). Táblázatok, grafikonok és hivatkozások (angol) // Nukleáris fizika A. - 2003. - 1. évf. 729 . - P. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
- ↑ 1 2 Adatok Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH alapján A NUBASE értékelése a nukleáris és bomlási tulajdonságokról // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ 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 .
| izotópok | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||