Изотопы технеция - Isotopes of technetium

Основные изотопы технеций  (₄₃Tc)

Изотоп Распад изобилие период полураспада (т1/2) Режим продукт ^95 кв.м.Tc син 61 дн ε ^95Пн γ – ЭТО ^95Tc ^96Tc син 4,3 дня ε ^96Пн γ – ^97Tc син 4.21×10^6 у ε ^97Пн ^97 кв.м.Tc син 91 дн ЭТО ^97Tc ^98Tc син 4.2×10^6 у β^− ^98RU γ – ^99Tc след 2.111×10^5 у β^− ^99RU ^99 мTc син 6.01 ч ЭТО ^99Tc γ –

Посмотреть говорить редактировать

Технеций (₄₃Tc) - первый из двух элементов легче, чем висмут у которых нет стабильной изотопы; другой такой элемент прометий.^[1] Это в первую очередь искусственное, в природе существуют лишь следовые количества, производимые спонтанное деление (есть оценочные 2.5×10⁻¹³ граммы ⁹⁹Tc на грамм уран )^[2] или захват нейтронов от молибден. Первые синтезированные изотопы были ⁹⁷Tc и ⁹⁹Tc в 1936 году - первый произведенный искусственный элемент. Самый стабильный радиоизотопы находятся ⁹⁷Tc (период полураспада 4,21 миллиона лет), ⁹⁸Tc (период полураспада: 4,2 миллиона лет) и ⁹⁹Tc (период полураспада: 211100 лет).^[3][4]

Тридцать три других радиоизотопа были охарактеризованы как атомные массы начиная с ⁸⁵Tc to ¹²⁰Tc.^[5] У большинства из них период полураспада составляет менее часа; исключения ⁹³Tc (период полувыведения: 2,75 часа), ⁹⁴Tc (период полувыведения: 4,883 часа), ⁹⁵Tc (период полураспада: 20 часов) и ⁹⁶Tc (период полувыведения: 4,28 дня).^[6]

Технеций также имеет многочисленные мета состояния. ^{97 кв.м.}Tc является наиболее стабильным с периодом полураспада 91,0 дня (0,097 МэВ).^[3] Далее следует ^{95 кв.м.}Tc (период полураспада: 61 день, 0,038 МэВ) и ^{99 м}Tc (период полураспада: 6,04 часа, 0,143 МэВ). ^{99 м}Только tc излучает гамма лучи, впоследствии распадаясь на ⁹⁹Tc.^[6]

Для изотопов легче самого стабильного изотопа ⁹⁸Tc, первичный режим распада является захват электронов к изотопы молибдена. Для более тяжелых изотопов основная мода бета-излучение к изотопы рутения, за исключением того, что ¹⁰⁰Tc может распадаться как за счет бета-излучения, так и за счет захвата электронов.^[6][7]

Технеций-99 является наиболее распространенным и наиболее доступным изотопом, поскольку он является основным продукт деления от деления актиниды любить уран и плутоний с выход продуктов деления 6% и более, и по сути наиболее значительный долгоживущий продукт деления. Более легкие изотопы технеция почти никогда не образуются при делении, потому что исходные продукты деления обычно имеют более высокое отношение нейтрон / протон, чем стабильно для их диапазона масс, и, следовательно, подвергаются бета-распад до достижения конечного продукта. Бета-распад продуктов деления массой 95–98 останавливается на стабильной изотопы молибдена этих масс и не достигает технеция. Для массы 100 и выше изотопы технеция этих масс очень короткоживущие и быстро бета-распад до изотопы рутения. Следовательно, технеций в отработанное ядерное топливо практически все ⁹⁹Tc.

Один грамм ⁹⁹Tc производит 6.2×10⁸ распадов в секунду (то есть 0,62 GБк /г).^[8]

Технеций не имеет стабильных или почти стабильных изотопов, и поэтому стандартный атомный вес нельзя дать.

Список изотопов

Нуклид [n 1]	Z	N	Изотопная масса (Да ) [n 2][n 3]	Период полураспада	Распад Режим [n 4]	Дочь изотоп [n 5][n 6]	Вращение и паритет [n 7][n 8]	Изотопический изобилие
	Энергия возбуждения[n 8]
^85Tc	43	42	84.94883(43)#	<110 нс	β^+	^85Пн	1/2−#
					п	^84Пн
					β^+, п	^84Nb
^86Tc	43	43	85.94288(32)#	55 (6) мс	β^+	^86Пн	(0+)
^86мTc	1500 (150) кэВ			1,11 (21) мкс			(5+, 5−)
^87Tc	43	44	86.93653(32)#	2,18 (16) с	β^+	^87Пн	1/2−#
^87 кв.м.Tc	20 (60) # кэВ			2 # с			9/2+#
^88Tc	43	45	87.93268(22)#	5,8 (2) с	β^+	^88Пн	(2, 3)
^88мTc	0 (300) # кэВ			6,4 (8) с	β^+	^88Пн	(6, 7, 8)
^89Tc	43	46	88.92717(22)#	12,8 (9) с	β^+	^89Пн	(9/2+)
^89мTc	62,6 (5) кэВ			12,9 (8) с	β^+	^89Пн	(1/2−)
^90Tc	43	47	89.92356(26)	8,7 (2) с	β^+	^90Пн	1+
^90мTc	310 (390) кэВ			49,2 (4) с	β^+	^90Пн	(8+)
^91Tc	43	48	90.91843(22)	3,14 (2) мин	β^+	^91Пн	(9/2)+
^91 мTc	139,3 (3) кэВ			3,3 (1) мин	β^+ (99%)	^91Пн	(1/2)−
					ЭТО (1%)	^91Tc
^92Tc	43	49	91.915260(28)	4,25 (15) мин	β^+	^92Пн	(8)+
^92мTc	270,15 (11) кэВ			1.03 (7) мкс			(4+)
^93Tc	43	50	92.910249(4)	2,75 (5) ч	β^+	^93Пн	9/2+
^93 млTc	391,84 (8) кэВ			43,5 (10) мин	ИТ (76,6%)	^93Tc	1/2−
					β^+ (23.4%)	^93Пн
^93м2Tc	2185,16 (15) кэВ			10,2 (3) мкс			(17/2)−
^94Tc	43	51	93.909657(5)	293 (1) мин	β^+	^94Пн	7+
^94мTc	75,5 (19) кэВ			52,0 (10) мин	β^+ (99.9%)	^94Пн	(2)+
					ИТ (0,1%)	^94Tc
^95Tc	43	52	94.907657(6)	20.0 (1) ч	β^+	^95Пн	9/2+
^95 кв.м.Tc	38,89 (5) кэВ			61 (2) д	β^+ (96.12%)	^95Пн	1/2−
					ИТ (3,88%)	^95Tc
^96Tc	43	53	95.907871(6)	4,28 (7) д	β^+	^96Пн	7+
^96 кв.м.Tc	34,28 (7) кэВ			51,5 (10) мин	IT (98%)	^96Tc	4+
					β^+ (2%)	^96Пн
^97Tc	43	54	96.906365(5)	4.21×10^6 а	EC	^97Пн	9/2+
^97 кв.м.Tc	96,56 (6) кэВ			91,0 (6) сут	ИТ (99,66%)	^97Tc	1/2−
					ЭК (0,34%)	^97Пн
^98Tc	43	55	97.907216(4)	4.2×10^6 а	β^−	^98RU	(6)+
^98мTc	90,76 (16) кэВ			14,7 (3) мкс			(2)−
^99Tc[n 9]	43	56	98.9062547(21)	2.111(12)×10^5 а	β^−	^99RU	9/2+
^99 мTc[n 10]	142.6832 (11) кэВ			6.0067 (5) ч	ИТ (99,99%)	^99Tc	1/2−
					β^− (.0037%)	^99RU
^100Tc	43	57	99.9076578(24)	15,8 (1) с	β^− (99.99%)	^100RU	1+
					ЭК (0,0018%)	^100Пн
^100 млTc	200.67 (4) кэВ			8,32 (14) мкс			(4)+
^100м2Tc	243.96 (4) кэВ			3,2 (2) мкс			(6)+
^101Tc	43	58	100.907315(26)	14,22 (1) мин	β^−	^101RU	9/2+
^101 мTc	207,53 (4) кэВ			636 (8) мкс			1/2−
^102Tc	43	59	101.909215(10)	5.28 (15) с	β^−	^102RU	1+
^102 мTc	20 (10) кэВ			4,35 (7) мин	β^− (98%)	^102RU	(4, 5)
					IT (2%)	^102Tc
^103Tc	43	60	102.909181(11)	54,2 (8) с	β^−	^103RU	5/2+
^104Tc	43	61	103.91145(5)	18,3 (3) мин	β^−	^104RU	(3+)#
^104 млTc	69,7 (2) кэВ			3,5 (3) мкс			2(+)
^104м2Tc	106,1 (3) кэВ			0,40 (2) мкс			(+)
^105Tc	43	62	104.91166(6)	7,6 (1) мин	β^−	^105RU	(3/2−)
^106Tc	43	63	105.914358(14)	35,6 (6) с	β^−	^106RU	(1, 2)
^107Tc	43	64	106.91508(16)	21,2 (2) с	β^−	^107RU	(3/2−)
^107 кв.м.Tc	65,7 (10) кэВ			184 (3) нс			(5/2−)
^108Tc	43	65	107.91846(14)	5.17 (7) с	β^−	^108RU	(2)+
^109Tc	43	66	108.91998(10)	860 (40) мс	β^− (99.92%)	^109RU	3/2−#
					β^−, п (.08%)	^108RU
^110Tc	43	67	109.92382(8)	0,92 (3) с	β^− (99.96%)	^110RU	(2+)
					β^−, п (0,04%)	^109RU
^111Tc	43	68	110.92569(12)	290 (20) мс	β^− (99.15%)	^111RU	3/2−#
					β^−, п (0,85%)	^110RU
^112Tc	43	69	111.92915(13)	290 (20) мс	β^− (97.4%)	^112RU	2+#
					β^−, п (2,6%)	^111RU
^113Tc	43	70	112.93159(32)#	170 (20) мс	β^−	^113RU	3/2−#
^114Tc	43	71	113.93588(64)#	150 (30) мс	β^−	^114RU	2+#
^115Tc	43	72	114.93869(75)#	100 # мс [> 300 нс]	β^−	^115RU	3/2−#
^116Tc	43	73	115.94337(75)#	90 # мс [> 300 нс]			2+#
^117Tc	43	74	116.94648(75)#	40 # мс [> 300 нс]			3/2−#
^118Tc	43	75	117.95148(97)#	30 # мс [> 300 нс]			2+#

1. ^мTc - взволнован 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 от массовой поверхности (ТМС ).
4. Режимы распада:

   EC:	Электронный захват
   ЭТО:	Изомерный переход
   n:	Эмиссия нейтронов
   п:	Испускание протонов

5. Жирный курсив как дочь - Дочерний продукт почти стабилен.
6. Жирный символ как дочка - Дочерний продукт стабильный.
7. () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
8. # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
9. Долгоживущий продукт деления
10. Используется в медицине

Стабильность изотопов технеция

Технеций и прометий необычные легкие элементы, поскольку они не имеют стабильных изотопов. С использованием модель капли жидкости для атомных ядер можно вывести полуэмпирическую формулу для энергии связи ядра. Эта формула предсказывает "долина бета-стабильности "вдоль которого нуклиды не подвергаются бета-распаду. Нуклиды, которые лежат «вверху по стенкам» долины, имеют тенденцию распадаться бета-распадом к центру (испуская электрон, испускающий позитрон, или захват электрона). Для фиксированного числа нуклонов А, энергии связи лежат на одном или нескольких параболы, с наиболее стабильным нуклидом внизу. Можно иметь более одной параболы, потому что изотопы с четным числом протонов и четным числом нейтронов более стабильны, чем изотопы с нечетным числом нейтронов и нечетным числом протонов. Затем один бета-распад превращается одно в другое. Когда есть только одна парабола, может быть только один стабильный изотоп, лежащий на этой параболе. Когда есть две параболы, то есть когда число нуклонов четно, может случиться (редко), что существует стабильное ядро ​​с нечетным числом нейтронов и нечетным числом протонов (хотя это происходит только в четырех случаях: ²ЧАС, ⁶Ли, ¹⁰B, и ¹⁴N ). Однако, если это произойдет, не может быть стабильного изотопа с четным числом нейтронов и четным числом протонов. (увидеть Стабильные изобары бета-распада )

Для технеция (Z = 43), долина бета-стабильности сосредоточена на уровне около 98 нуклонов. Однако на каждое число нуклинов от 94 до 102 уже существует хотя бы один стабильный нуклид либо молибден (Z = 42) или рутений (Z = 44), а Правило изобары Маттауха заявляет, что два соседних изобары не могут оба быть стабильными.^[9] Для изотопов с нечетным числом нуклонов это сразу же исключает стабильный изотоп технеция, поскольку может быть только один стабильный нуклид с фиксированным нечетным числом нуклинов. Для изотопов с четным числом нуклонов, поскольку технеций имеет нечетное число протонов, любой изотоп также должен иметь нечетное число нейтронов. В таком случае наличие стабильного нуклида с таким же числом нуклонов и четным числом протонов исключает возможность стабильного ядра.^[9][10]

Изотоп технеция-97 распадается только за счет захвата электронов, и его радиоактивный распад можно предотвратить, полностью ионизируя его.^[11]

использованная литература

1. «Атомный вес элементов 2011 (Технический отчет IUPAC)» (PDF). ИЮПАК. п. 1059 (13). Получено 11 августа, 2014. - Элементы, отмеченные *, не имеют стабильного изотопа: 43, 61, 83 и выше.
2. Icenhower, J.P .; Martin, W.J .; Qafoku, N.P .; Захара, Дж. М. (2008). Геохимия технеция: краткое изложение поведения искусственного элемента в природной среде (отчет). Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория: Министерство энергетики США. п. 2.1.
3. «Livechart - Таблица нуклидов - Ядерная структура и данные о распаде». www-nds.iaea.org. Получено 2017-11-18.
4. «Нубасе 2016». NDS МАГАТЭ. 2017. Получено 18 ноября 2017.
5. Национальный центр ядерных данных. «База данных NuDat 2.x». Брукхейвенская национальная лаборатория.
6. «Технеций». EnvironmentalChemistry.com.
7. 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.
8. Энциклопедия химических элементов, п. 693, «Токсикология», п. 2
9. Johnstone, E.V .; Yates, M.A .; Пуано, Ф .; Sattelberger, A.P .; Червински, К. (2017). «Технеций, первый радиоэлемент в таблице Менделеева». Журнал химического образования. 94 (3): 320–326. Дои:10.1021 / acs.jchemed.6b00343. OSTI  1368098.
10. Радиохимия и ядерная химия
11. Takahashi, K .; Boyd, R. N .; Мэтьюз, Г. Дж .; Ёкои, К. (октябрь 1987 г.). «Связанный бета-распад высокоионизированных атомов». Физический обзор C. 36 (4): 1522–1528. Bibcode:1987ПхРвЦ..36.1522Т. Дои:10.1103 / PhysRevC.36.1522. ISSN  0556-2813. OCLC  1639677. PMID  9954244. Получено 2016-11-20.

• 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 изомере выбраны 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
  • 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.