Изотопы протактиния - Isotopes of protactinium

Основные изотопы протактиний  (₉₁Па)

Изотоп Разлагаться изобилие период полураспада (т1/2) Режим продукт ^229Па син 1,5 дня ε ^229Чт ^230Па син 17,4 г ε ^230Чт ^231Па 100% 3.276×10^4 у α ^227Ac ^232Па син 1,31 д β^− ^232U ^233Па след 26,967 г β^− ^233U ^234Па след 6,75 ч β^− ^234U 234мПа след 1,17 мин β^− ^234U
Стандартный атомный вес Аr, стандарт(Па)	231.03588(2)[1]
Посмотреть разговаривать редактировать

Протактиний (₉₁Па) не имеет стабильной изотопы. Три встречающихся в природе изотопа позволяют задать стандартный атомный вес.

30 радиоизотопы протактиния, наиболее стабильным из которых является ²³¹Па с период полураспада 32 760 лет, ²³³Па с периодом полураспада 26,967 дней, и ²³⁰Па с периодом полураспада 17,4 дня. Все остальные радиоактивный изотопы имеют период полураспада менее 1,6 дня, а у большинства из них период полураспада менее 1,8 секунды. Этот элемент также имеет пять мета состояния, ^{217 кв.м.}Па (т_1/2 1,15 миллисекунды), ^{220 мл}Па (т_1/2 = 308 наносекунд), ^220м2Па (т_1/2 = 69 наносекунд), ^{229 кв.м.}Па (т_1/2 = 420 наносекунд), и ^{234 кв.м.}Па (т_1/2 = 1,17 минуты).

Единственные встречающиеся в природе изотопы: ²³¹Па, который возникает как промежуточный продукт распада ²³⁵U, ²³⁴Па и ^{234 кв.м.}Па, оба из которых возникают как промежуточные продукты распада ²³⁸U. ²³¹Па составляет почти весь природный протактиний.

Главная режим распада для изотопов Pa легче (включительно) наиболее стабильного изотопа ²³¹Па альфа-распад, кроме ²²⁸Па до ²³⁰Па, которые в основном распадаются за счет захвата электронов до изотопы тория. Первичная мода для более тяжелых изотопов - бета минус (β⁻) разлагаться. Главная продукты распада из ²³¹Па и изотопы протактиния легче, чем включительно ²²⁷Па являются изотопы актиния а первичные продукты распада более тяжелых изотопов протактиния равны изотопы урана.

Список изотопов

Нуклид [n 1]	Исторический имя	Z	N	Изотопная масса (Да ) [n 2][n 3]	Период полураспада [n 4]	Разлагаться Режим [n 5]	Дочь изотоп [n 6]	Вращение и паритет [n 7][n 4]	Природное изобилие (мольная доля)
		Энергия возбуждения							Нормальная пропорция	Диапазон вариации
^211Па[2]		91	120		3,8 (+ 4,6−1,4) мс	α	^207Ac	9/2−#
^212Па		91	121	212.02320(8)	8 (5) мс [5,1 (+ 61−19) мс]	α	^208Ac	7+#
^213Па		91	122	213.02111(8)	7 (3) мс [5,3 (+ 40−16) мс]	α	^209Ac	9/2−#
^214Па		91	123	214.02092(8)	17 (3) мс	α	^210Ac
^215Па		91	124	215.01919(9)	14 (2) мс	α	^211Ac	9/2−#
^216Па		91	125	216.01911(8)	105 (12) мс	α (80%)	^212Ac
						β^+ (20%)	^216Чт
^217Па		91	126	217.01832(6)	3,48 (9) мс	α	^213Ac	9/2−#
^217 кв.м.Па		1860 (7) кэВ			1.08 (3) мс	α	^213Ac	29/2+#
						ЭТО (редкий)	^217Па
^218Па		91	127	218.020042(26)	0,113 (1) мс	α	^214Ac
^219Па		91	128	219.01988(6)	53 (10) нс	α	^215Ac	9/2−
						β^+ (5×10^−9%)	^219Чт
^220Па		91	129	220.02188(6)	780 (160) нс	α	^216Ac	1−#
^220 млПа[3]		34 (26) кэВ			308 (+ 250-99) нс	α	^216Ac
^220м2Па[3]		297 (65) кэВ			69 (+ 330-30) нс	α	^216Ac
^221Па		91	130	221.02188(6)	4.9 (8) мкс	α	^217Ac	9/2−
^222Па		91	131	222.02374(8)#	3,2 (3) мс	α	^218Ac
^223Па		91	132	223.02396(8)	5,1 (6) мс	α	^219Ac
						β^+ (.001%)	^223Чт
^224Па		91	133	224.025626(17)	844 (19) мс	α (99,9%)	^220Ac	5−#
						β^+ (.1%)	^224Чт
^225Па		91	134	225.02613(8)	1,7 (2) с	α	^221Ac	5/2−#
^226Па		91	135	226.027948(12)	1,8 (2) мин	α (74%)	^222Ac
						β^+ (26%)	^226Чт
^227Па		91	136	227.028805(8)	38,3 (3) мин	α (85%)	^223Ac	(5/2−)
						ЕС (15%)	^227Чт
^228Па		91	137	228.031051(5)	22 (1) ч	β^+ (98.15%)	^228Чт	3+
						α (1,85%)	^224Ac
^229Па		91	138	229.0320968(30)	1,50 (5) d	ЭК (99,52%)	^229Чт	(5/2+)
						α (0,48%)	^225Ac
^229 кв.м.Па		11,6 (3) кэВ			420 (30) нс			3/2−
^230Па		91	139	230.034541(4)	17,4 (5) д	β^+ (91.6%)	^230Чт	(2−)
						β^− (8.4%)	^230U
						α (0,00319%)	^226Ac
^231Па	Протоактиний	91	140	231.0358840(24)	3.276(11)×10^4 у	α	^227Ac	3/2−	1.0000[n 8]
						CD (1.34×10^−9%)	^207Tl ^24Ne
						SF (3×10^−10%)	(разные)
						CD (10^−12%)	^208Pb ^23F
^232Па		91	141	232.038592(8)	1,31 (2) д	β^−	^232U	(2−)
						ЭК (0,003%)	^232Чт
^233Па		91	142	233.0402473(23)	26.975 (13) д	β^−	^233U	3/2−	След[n 9]
^234Па	Уран Z	91	143	234.043308(5)	6,70 (5) ч	β^−	^234U	4+	След[n 10]
						SF (3 × 10^−10%)	(разные)
^234 кв.м.Па	Уран X2 Brevium	78 (3) кэВ			1,17 (3) мин	β^− (99.83%)	^234U	(0−)	След[n 10]
						ИТ (0,16%)	^234Па
						SF (10^−10%)	(разные)
^235Па		91	144	235.04544(5)	24,44 (11) мин	β^−	^235U	(3/2−)
^236Па		91	145	236.04868(21)	9,1 (1) мин	β^−	^236U	1(−)
						β^−, SF (6 × 10^−8%)	(разные)
^237Па		91	146	237.05115(11)	8,7 (2) мин	β^−	^237U	(1/2+)
^238Па		91	147	238.05450(6)	2,27 (9) мин	β^−	^238U	(3−)#
						β^−, SF (2,6 × 10^−6%)	(разные)
^239Па		91	148	239.05726(21)#	1,8 (5) ч	β^−	^239U	(3/2)(−#)
^240Па		91	149	240.06098(32)#	2 # мин	β^−	^240U

1. ^мПа - Возбужденный ядерный изомер.
2. () - Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
3. # - Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность, полученные не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов массовой поверхности (ТМС ).
4. # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
5. Режимы распада:

   CD:	Распад кластера
   EC:	Электронный захват
   ЭТО:	Изомерный переход
   SF:	Самопроизвольное деление

6. Жирный курсив как дочь - Дочерний продукт почти стабилен.
7. () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
8. Средний продукт распада из ²³⁵U
9. Промежуточный продукт распада ²³⁷Np
10. Промежуточный продукт распада ²³⁸U

Актиниды и продукты деления

Актиниды и продукты деления по периоду полураспада
Актиниды[4] к цепочка распада				Период полураспада классифицировать (а )	Продукты деления из 235U пользователем урожай[5]
4п	4п+1	4п+2	4п+3
						4.5–7%	0.04–1.25%	<0.001%
228Ра^№				4–6 а	†		155Европа^þ
244См^ƒ	241Пу^ƒ	250Cf	227Ac^№	10–29 а		90Sr	85Kr	113 кв.м.CD^þ
232U^ƒ		238Пу^ƒ	243См^ƒ	29–97 а		137CS	151См^þ	121 кв.м.Sn
248Bk[6]	249Cf^ƒ	242 кв.м.Являюсь^ƒ		141–351 а	Нет продуктов деления иметь период полураспада в диапазоне 100–210 тыс. Лет ...
	241Являюсь^ƒ		251Cf^ƒ[7]	430–900 а
		226Ра^№	247Bk	1,3–1,6 тыс. Лет
240Пу	229Чт	246См^ƒ	243Являюсь^ƒ	4,7–7,4 тыс. Лет
	245См^ƒ	250См		8,3–8,5 тыс. Лет
			239Пу^ƒ	24,1 тыс. Лет назад
		230Чт^№	231Па^№	32–76 тыс. Лет назад
236Np^ƒ	233U^ƒ	234U^№		150–250 тыс. Лет назад	‡	99Tc^₡	126Sn
248См		242Пу		327–375 тыс. Лет назад			79Se^₡
				1,53 млн лет		93Zr
	237Np^ƒ			2,1–6,5 млн лет		135CS^₡	107Pd
236U			247См^ƒ	15–24 млн лет			129я^₡
244Пу				80 млн лет	... не более 15,7 млн ​​лет[8]
232Чт^№		238U^№	235U^ƒ№	0,7–14,1 млрд лет
Легенда для надстрочных символов ₡ имеет тепловую захват нейтронов сечение в пределах 8–50 амбаров ƒ делящийся м метастабильный изомер № в первую очередь радиоактивный материал природного происхождения (НОРМА) þ нейтронный яд (сечение захвата тепловых нейтронов более 3 тыс. барн) † диапазон 4–97 а: Средноживущий продукт деления ‡ более 200 тыс. Лет: Долгоживущий продукт деления

Протактиний-230

Протактиний-230 имеет 139 нейтроны и период полураспада 17,4 дней. В большинстве случаев (92%) он подвергается бета-распаду до ²³⁰Чт, с небольшой (8%) бета-минус ветвью распада, приводящей к ²³⁰U. Он также имеет очень редкий (0,003%) режим альфа-распада, приводящий к ²²⁶Ac.^[9] Он не встречается в природе, потому что его период полураспада короткий, и он не встречается в цепочки распада из ²³⁵U, ²³⁸U, или ²³²Чт. Имеет массу 230,034541 ед.

Протактиний-230 представляет интерес как предшественник урана-230, изотопа, который рассматривался для использования в таргетная терапия альфа-частицами (ТАТ). Это может быть произведено через протон или дейтрон облучение морского тория.^[10]

Протактиний-231

Трансмутации в ториевый топливный цикл
														^237Np
														↑
		^231U	←	^232U	↔	^233U	↔	^234U	↔	^235U	↔	^236U	→	^237U
		↓		↑		↑		↑
		^231Па	→	^232Па	←	^233Па	→	^234Па
		↑				↑
^230Чт	→	^231Чт	←	^232Чт	→	^233Чт
Нуклиды с желтый фон курсивом имеют период полураспада менее 30 дней Нуклиды в смелый имеют период полураспада более 1000000 лет Нуклиды в красные рамки находятся делящийся

Протактиний-231 - самый долгоживущий изотоп протактиния с периодом полураспада 32 760 лет. В природе он содержится в следовых количествах как часть актиниевый ряд, который начинается с первичный изотоп уран-235; в равновесие концентрация в урановой руде 46,55 ²³¹Па на миллион ²³⁵U. In ядерные реакторы, это один из немногих долгоживущих радиоактивных актиниды произведено как побочный продукт запланированного ториевый топливный цикл, в результате (n, 2n) реакций, где a быстрый нейтрон удаляет нейтрон из ²³²Чт или же ²³²U, а также может быть уничтожен захват нейтронов хотя поперечное сечение для этой реакции также мало.

энергия связи: 1759860 кэВ
энергия бета-распада: -382 кэВ

спин: 3/2 -
режим распада: альфа к ²²⁷Ac, а также другие

возможные родительские нуклиды: бета из ²³¹Чт, ЕС из ²³¹U, альфа из ²³⁵Np.

Протактиний-233

Протактиний-233 также является частью ториевого топливного цикла. Это промежуточный продукт бета-распада между торий-233 (производится из природного тория-232 путем захвата нейтронов) и уран-233 (делящееся топливо ториевого цикла). Некоторые конструкции реакторов с ториевым циклом пытаются защитить Pa-233 от дальнейшего захвата нейтронов с образованием Pa-234 и U-234, которые не используются в качестве топлива.

Протактиний-234

Протактиний-234 является членом урановая серия с периодом полураспада 6,70 часов. Это было обнаружено Отто Хан в 1921 г.^[11]

Протактиний-234m

Протактиний-234m является членом уранового ряда с периодом полураспада 1,17 минуты. Он был открыт в 1913 г. Казимеж Фаянс и Освальд Гельмут Геринг, кто назвал это бревиум за его короткий период полураспада.^[12] Около 99,8% распадов ²³⁴Чт производить этот изомер вместо основное состояние (т_1/2 = 6,70 часов).^[12]

Рекомендации

1. Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.
2. Ауранен, К. (3 сентября 2020 г.). «Изучение границ ядерного ландшафта: свойства α-распада 211Pa». Физический обзор C. 102 (034305). Дои:10.1103 / PhysRevC.102.034305. Получено 17 сентября 2020.
3. Huang, T.H .; и другие. (2018). «Идентификация нового изотопа ²²⁴Np " (pdf). Физический обзор C. 98 (4): 044302. Bibcode:2018PhRvC..98d4302H. Дои:10.1103 / PhysRevC.98.044302.
4. Плюс радий (элемент 88). Хотя на самом деле он является субактинидом, он непосредственно предшествует актинию (89) и следует за трехэлементным разрывом нестабильности после полоний (84) где ни один нуклид не имеет периода полураспада не менее четырех лет (самый долгоживущий нуклид в промежутке радон-222 с периодом полураспада менее четырех дней). Таким образом, самый долгоживущий изотоп радия - 1600 лет - заслуживает включения в этот список.
5. Конкретно из тепловой нейтрон деление U-235, например в типичном ядерный реактор.
6. Milsted, J .; Фридман, А. М .; Стивенс, К. М. (1965). «Период полураспада берклия-247; новый долгоживущий изомер берклия-248». Ядерная физика. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. Дои:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
   «Изотопные анализы выявили вид с массой 248 в постоянной численности в трех образцах, проанализированных в течение примерно 10 месяцев. Это было приписано изомеру Bk²⁴⁸ с периодом полураспада более 9 [лет]. Нет роста Cf²⁴⁸ был обнаружен, и нижний предел для β⁻ период полураспада можно установить примерно на 10⁴ [годы]. Альфа-активность, связанная с новым изомером, не обнаружена; период полураспада альфа, вероятно, превышает 300 [лет] ».
7. Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до "Море нестабильности ".
8. Исключая "классически стабильный «нуклиды с периодом полураспада, значительно превышающим ²³²Чт; например, в то время как ^{113 кв.м.}Cd имеет период полураспада всего четырнадцать лет, ¹¹³CD почти восемь квадриллион годы.
9. Audi, G .; Кондев, Ф. Г .; Wang, M .; Huang, W. J .; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF). Китайская физика C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ЧФК..41с0001А. Дои:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
10. Мастрен, Т .; Stein, B.W .; Паркер, Т.Г .; Радченко, В .; Коппинг, Р .; Оуэнс, А .; Wyant, L.E .; Brugh, M .; Козимор, С.А .; Noriter, F.M .; Birnbaum, E.R .; John, K.D .; Фассбендер, M.E. (2018). «Разделение протактиния с использованием экстракционных хроматографических смол на основе серы». Аналитическая химия. 90 (11): 7012–7017. Дои:10.1021 / acs.analchem.8b01380. ISSN  0003-2700. PMID  29757620.
11. Фрай К. и М. Тоннессен. «Открытие изотопов актиния, тория, протактиния и урана». 14 января 2012 г. По состоянию на 20 мая 2018 г. https://people.nscl.msu.edu/~thoennes/2009/ac-th-pa-u-adndt.pdf.
12. http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/Protactinium.pdf

• Изотопные массы из:
  • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
• Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
  • де Лаэтер, Джон Роберт; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин Дж. Р .; Тейлор, Филип Д. П. (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 75 (6): 683–800. Дои:10.1351 / pac200375060683.
  • Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 78 (11): 2051–2066. Дои:10.1351 / pac200678112051. Сложить резюме.
• Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
  • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
  • Национальный центр ядерных данных. «База данных NuDat 2.x». Брукхейвенская национальная лаборатория.
  • Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN  978-0-8493-0485-9.