프로토티늄 동위 원소

Isotopes of protactinium
프로토티늄의 주 동위 원소 (91Pa)
이소슈토페 썩다
멋쩍은 춤추다 반평생 (t1/2) 모드 프로이덕트
229파 동음이의 1.5 d ε 229TH
230파 동음이의 17.4 d ε 230TH
231파 100% 3.276×104 y α 227Ac
232파 동음이의 1.31 d β− 232U
233파 자취를 감추다 26.967 d β− 233U
234파 자취를 감추다 6.75시간 β− 234U
234m파 자취를 감추다 1.17분 β− 234U
표준 원자량 Ar, standard(Pa)231.03588(1)[1][2]

프로텍티늄(91Pa)은 안정적인 동위원소가 없다. 자연적으로 발생하는 3개의 동위원소는 표준 원자량을 부여할 수 있다.

프로테티늄의 방사성 동위원소 30개가 특징인데 반감기가 32,760년인 파, 반감기가 26.967일인 파, 반감기가 17.4일인 파가 가장 안정적이다. 나머지 방사성 동위원소는 모두 반감기가 1.6일 미만이며, 이들 중 대다수는 반감기가 1.8초 미만이다. 이 원소에는 Pa(t1/2 1.15밀리초), Pa(t1/2 = 308나노초), Pa(t1/2 = 69나노초), Pa(t1/2 = 420나노초), Pa(t1/2 = 1.17분)의 5개의 메타 상태도 있다.

자연적으로 발생하는 유일한 동위원소는 Pa로 U, Pa, Pa의 중간 붕괴 산물로 발생하며, 두 동위원소는 모두 U.Pa의 중간 붕괴 산물이 거의 모든 천연 프로토티늄을 구성하면서 발생한다.

가장 안정적인 Pa 동위원소 Pa보다 (포함) 더 가벼운 Pa 동위원소의 1차 붕괴 모드는 알파 붕괴인데, 주로 토륨 동위원소에 전자 포획에 의해 붕괴된다. 더 무거운 동위원소의 1차 모드는 베타 마이너스(β−) 붕괴다. Pa의 1차 붕괴 제품과 Pa를 포함한 프로티늄 동위 원소는 액티늄 동위 원소이고, 프로티늄 동위 원소의 1차 붕괴 제품은 우라늄 동위 원소다.

동위 원소 목록

뉴클리드
[n 1] 		역사적인
이름을 붙이다 		Z N 동위원소 질량 (Da)
[n 2][n 3] 		하프라이프
[n 4] 		썩다
모드
[n 5] 		딸
동위 원소
[n 6] 		스핀 앤 앤
동등성
[n 7][n 4] 		자연적 풍요 (분수)
흥분 에너지 정상비율 변동 범위
211파[3] 91 120 3.8(+4.6−1.4) ms α 207Ac 9/2−#
212파 91 121 212.02320(8) 8(5)ms
[5.16861-19) ms] 		α 208Ac 7+#
213파 91 122 213.02111(8) 7(3) ms
[5.3(+40−16) ms] 		α 209Ac 9/2−#
214파 91 123 214.02092(8) 17(3) ms α 210Ac
215파 91 124 215.01919(9) 14(2) ms α 211Ac 9/2−#
216파 91 125 216.01911(8) 105(12)ms α (80%) 212Ac
β+ (20%) 216TH
217파 91 126 217.01832(6) 3.48(9) ms α 213Ac 9/2−#
217m파 1860(7) keV 1.08(3) ms α 213Ac 29/2+#
IT(레어) 217파
218파 91 127 218.020042(26) 0.155(1) ms α 214Ac
219파 91 128 219.01988(6) 53(10)ns α 215Ac 9/2−
β+ (5×10−9%) 219TH
220파 91 129 220.02188(6) 780(160)ns α 216Ac 1−#
220m1파[4] 34(26) keV 308(+250-99) ns α 216Ac
220m2파[4] 297(65) keV 69(+330-30) ns α 216Ac
221파 91 130 221.02188(6) 4.9(8)μs α 217Ac 9/2−
222파 91 131 222.02374(8)# 3.2(3) ms α 218Ac
223파 91 132 223.02396(8) 5.1(6)ms α 219Ac
β+ (.001%) 223TH
224파 91 133 224.025626(17) 844(19)ms α (99.9%) 220Ac 5−#
β+ (.1%) 224TH
225파 91 134 225.02613(8) 1.7(2)초 α 221Ac 5/2−#
226파 91 135 226.027948(12) 1.8(2)분 α (74%) 222Ac
β+ (26%) 226TH
227파 91 136 227.028805(8) 38.3(3)분 α (85%) 223Ac (5/2−)
EC(15%) 227TH
228파 91 137 228.031051(5) 22(1) h β+ (98.15%) 228TH 3+
α (1.85%) 224Ac
229파 91 138 229.0320968(30) 1.50(5) d EC(99.52%) 229TH (5/2+)
α (.48%) 225Ac
229m파 11.6(3) keV 420(30)ns 3/2−
230파 91 139 230.034541(4) 17.4(5) d β+ (91.6%) 230TH (2−)
β− (8.4%) 230U
α (.00319%) 226Ac
231파 프로토악티늄 91 140 231.0358840(24) 3.276(11)×104 y α 227Ac 3/2− 1.0000[n 8]
CD(1.34×10−9%) 207Tl
24네
SF(3×10−10%) (iii)
CD(10−12%) 208PB
23F
232파 91 141 232.038592(8) 1.31(2) d β− 232U (2−)
EC(.003%) 232TH
233파 91 142 233.0402473(23) 26.975(13) d β− 233U 3/2− 트레이스[n 9]
234파 우라늄 Z 91 143 234.043308(5) 6.70(5)h β− 234U 4+ 트레이스[n 10]
SF(3×10−10%) (iii)
234m파 우라늄2 X
브레비움 		78(3) keV 1.17(3)분 β− (99.83%) 234U (0−) 트레이스[n 10]
IT(.16%) 234파
SF(10−10%) (iii)
235파 91 144 235.04544(5) 24.44(11)분 β− 235U (3/2−)
236파 91 145 236.04868(21) 9.1(1)분 β− 236U 1(−)
β−, SF(6×10−8%) (iii)
237파 91 146 237.05115(11) 8.7(2)분 β− 237U (1/2+)
238파 91 147 238.05450(6) 2.27(9)분 β− 238U (3−)#
β−, SF(2.6×10−6%) (iii)
239파 91 148 239.05726(21)# 1.8(5)h β− 239U (3/2)(−#)
240파 91 149 240.06098(32)# 2#분 β− 240U
표 머리글 및 바닥글:
  1. ^ mPa – 흥분된 핵 이성질체.
  2. ^ ( ) – 불확실성(1σ)은 해당 마지막 자리 뒤에 괄호 안에 간결한 형태로 주어진다.
  3. ^ # – 원자 질량 표시 #: 순수하게 실험적인 데이터에서 도출된 값과 불확실성, 적어도 부분적으로는 질량 표면(TMS)의 경향에서 도출된 값과 불확실성.
  4. ^ a b # – #로 표시된 값은 순수하게 실험 데이터에서 도출된 것이 아니라 최소한 부분적으로 인접 핵종(TNN)의 경향에서 도출된 것이다.
  5. ^ 붕괴 모드:
    CD: 군집 붕괴
    EC: 전자 포획
    IT: 등축 전이
    SF: 자연분열
  6. ^ 딸로서의 굵은 이탤릭체 기호 – 딸 제품은 거의 안정적이다.
  7. ^ ( ) 스핀 값 – 취약한 할당 인수가 있는 스핀을 나타낸다.
  8. ^ U의 중간 붕괴 제품
  9. ^ Np의 중간 붕괴 산물
  10. ^ a b U의 중간 붕괴 제품

액티니데스 및 핵분열 생성물

반감기에 의한 액티니이드와 핵분열 생성물
부패 사슬에 의한 액티니데스[5] 하프라이프
범위(a) 		수율에[6] 의한 U의 핵분열 생성물
4n 4n+1 4n+2 4n+3
4.5–7% 0.04–1.25% <0.001%
228라№ 4-6 a † 155Euþ
244CMƒ 241PUƒ 250cf 227Ac№ a 10-29 90SR 85크르 113mcdþ
232Uƒ 238PUƒ 243CMƒ a 29-97 137Cs 151smþ 121mSn
248Bk[7] 249cfƒ 242m암ƒ a 141–351 a

핵분열 생성물 없음
반신반의하다
의 범위 내에서
100 a–10 ka...

241암ƒ 251cfƒ[8] a 430-900
226라№ 247Bk 1.3–1.6 ka
240PU 229TH 246CMƒ 243암ƒ 4.7–7.4 ka
245CMƒ 250CM 8.3–8.5 ka
239PUƒ 24.1 ka
230TH№ 231파№ 32-76 ka
236Npƒ 233Uƒ 234U№ 150–250 ka ‡ 99TC₡ 126Sn
248CM 242PU 327–375 ka 79SE₡
1.53 마 93Zr
237Npƒ 2.1–6.5 Ma 135Cs₡ 107피디
236U 247CMƒ 마 15-24 129I₡
244PU 80 마

... 15.7 마를[9] 넘지 않는다.

232TH№ 238U№ 235Uƒ№ 0.7–14.1 Ga

위첨자 기호의 범례
₡은 8-50 barns 범위에서 열 중성자 포획 단면
ƒ 핵분열기
m 측정 가능한 이성질체
③ 자연발생 방사성물질(NORM)
þ 중성자 독(중성자 포획 단면 3k barns 이상)
† 범위 4~97 a: 중생 핵분열 생성물
‡ 200 ka 이상 : 장수 핵분열 생성물

프로텍티늄-230

프로토티늄-230은 중성자 139개, 반감기는 17.4일이다. 대부분(92%)은 Th까지 베타 플러스 붕괴를 겪으며, 사소한(8%) 베타-마이너스 붕괴 분기는 U.로 이어지고, 매우 희귀한(.003%) 알파 붕괴 모드도 Ac로 이어진다.[10] 반감기가 짧고 U, U, Th의 쇠사슬에서 발견되지 않기 때문에 자연에서 발견되지 않는다. 그것의 질량은 230.034541 u이다.

프로텍티늄-230은 표적 알파 입자 치료(TAT)에 사용되는 동위원소인 우라늄-230의 조제자로 관심을 끌고 있다. 그것은 해도의 토륨의 양성자 또는 중수소 조사를 통해 생산될 수 있다.[11]

프로텍티늄-231

토륨 연료 사이클에서의 투과량
237Np
↑
231U ← 232U ↔ 233U ↔ 234U ↔ 235U ↔ 236U → 237U
↓ ↑ ↑ ↑
231파 → 232파 ← 233파 → 234파
↑ ↑
230TH → 231TH ← 232TH → 233TH
  • 이탤릭체로 노란색 바탕의 뉴클라이드는 30일 미만의 리브가 있다.
  • 대담한 뉴클라이드는 100만년 이상 반감기를 가지고 있다.
  • 붉은 틀의 핵종은 핵분열이다.

프로텍티늄-231은 프로텍티늄의 수명이 가장 긴 동위원소로 반감기는 32,760년이다. 자연에서 극소량의 태고의 동위 원소 uranium-235로 시작하여, 악티늄 계열의 일환으로, 우라늄 광석의 평형 농도는 46.55 231Pa 만 235에 발견된다.원자로에서, 그것은 몇 안 되는 장수명 방사능 악티늄 원소의 토륨 연료 주기의 부산물로 결과로 생산된. (n,2n) 고속 중성자가 Th 또는 U에서 중성자를 제거하는 반응이며, 이 반응의 단면도 낮지만 중성자 포획에 의해 파괴될 수 있다.

결합 에너지: 1759860 keV
베타 붕괴 에너지: -382 keV

회전: 3/2-
붕괴 모드: 알파에서 Ac로, 기타

가능한 상위 핵종: Th의 베타, U의 EC, Np의 알파.

프로텍티늄-233

프로토티늄-233도 토륨 연료 주기의 일부다. 토륨-233(중성자 포획에 의한 천연 토륨-232에서 생산)과 우라늄-233(토륨 주기의 핵분열 연료) 사이의 중간 베타 붕괴 제품이다. 일부 토륨 주기 원자로 설계는 연료로서 유용하지 않은 Pa-234와 U-234를 생성하는 추가적인 중성자 포획으로부터 Pa-233을 보호하려고 한다.

프로텍티늄-234

프로actinium-234는 6.70시간의 반감기를 가진 우라늄 시리즈의 일원이다. 1921년 오토 한에 의해 발견되었다.[12]

프로토티늄-234m

프로actinium-234m는 우라늄 시리즈 중 반감기가 1.17분인 멤버다. 1913년 카지미에르츠 파잔스와 오스왈드 헬무트 괴링에 의해 발견되었는데, 그는 짧은 반감기를 위해 브레비움이라고 이름 지었다.[13] Th의 약 99.8%가 지반 상태(t1/2 = 6.70시간) 대신 이 이등분체를 생성한다.[13]

참조

  1. ^ "Standard Atomic Weights: Protactinium". CIAAW. 2017.
  2. ^ Meija, Juris; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  3. ^ Auranen, K (3 September 2020). "Exploring the boundaries of the nuclear landscape: α-decay properties of 211Pa". Physical Review C. 102 (034305). doi:10.1103/PhysRevC.102.034305. Retrieved 17 September 2020.
  4. ^ a b Huang, T.H.; et al. (2018). "Identification of the new isotope 224Np" (pdf). Physical Review C. 98 (4): 044302. Bibcode:2018PhRvC..98d4302H. doi:10.1103/PhysRevC.98.044302.
  5. ^ 플러스 라듐(소원 88). 실제로 서브액티늄(sub-actinide)은 액티늄(89)에 바로 앞서며, 최소 4년 이상의 반감기를 가진 핵종이 없는 폴로늄(84) 이후의 3요소 불안정성의 간격을 따른다(그 틈에서 가장 오래 사는 핵종은 반감기가 4일 미만인 라돈-222이다). 라듐이 1600년으로 가장 오래 산 동위원소는 여기에 포함시킬 가치가 있다.
  6. ^ 특히, 우라늄-235의 열 중성자 핵분열로부터, 예를 들어, 일반적인 원자로에서.
  7. ^ Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
    "동위원소 분석 결과 약 10개월에 걸쳐 분석한 세 가지 표본에서 질량 248종이 지속적으로 풍부하게 발견되었다. 이것은 반감기가 9[년] 이상인 Bk의248 이성질체 때문이었다. Cf의248 성장이 감지되지 않았으며, β− 반감기의 하한은 약 104[년]으로 설정할 수 있다. 새로운 이성질체에 기인하는 알파 활동은 감지되지 않았다. 알파 반감기는 아마도 300[년] 이상일 것이다."
  8. ^ 이는 '불안해' 이전 최소 4년 이상의 반감기를 가진 가장 무거운 핵종이다.
  9. ^ 예를 들어, Cd의 반감기가 14년에 불과한 반면, Cd의 반감기가 8조년에 가까운 반감기를 가진 "일반적으로 안정적인" 핵종을 제외한다.
  10. ^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  11. ^ Mastren, T.; Stein, B.W.; Parker, T.G.; Radchenko, V.; Copping, R.; Owens, A.; Wyant, L.E.; Brugh, M.; Kozimor, S.A.; Noriter, F.M.; Birnbaum, E.R.; John, K.D.; Fassbender, M.E. (2018). "Separation of protactinium employing sulfur-based extraction chromatographic resins". Analytical Chemistry. 90 (11): 7012–7017. doi:10.1021/acs.analchem.8b01380. ISSN 0003-2700. PMID 29757620.
  12. ^ 튀김, C, M. 토네센. "액티늄, 토륨, 프로텍티늄, 우라늄 동위원소 발견."2012년 1월 14일 2018년 5월 20일 접속. https://people.nscl.msu.edu/~thennes/2009/ac-thpa-u-adndt.pdf.
  13. ^ a b http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/Protactinium.pdf