사마륨 동위 원소

Isotopes of samarium
사마륨의 주 동위 원소 (62Sm)
이소슈토페 썩다
멋쩍은 춤추다 반평생 (t1/2) 모드 프로이덕트
144sm 3.08% 안정적
145sm 동음이의 340 d ε 145PM
146sm 동음이의 6.8×107 y α 142ND
147sm 15.00% 1.06×1011 y α 143ND
148sm 11.25% 7×1015 y α 144ND
149sm 13.82% 안정적
150sm 7.37% 안정적
151sm 동음이의 88.8 y β− 151Eu
152sm 26.74% 안정적
153sm 동음이의 46.284시간 β− 153Eu
154sm 22.74% 안정적
표준 원자량 Ar, standard(Sm)150.36(2)[1][2]

자연적으로 발생하는 사마륨(62Sm)은 sm, sm, sm, sm, sm, sm, sm 등 5개의 안정 동위원소와 sm(반수명11 1.06×10y)과 sm(7×10y15) 두 개의 극도로 장수하는 방사성 동위원소로 구성되며, sm은 가장 풍부함(26.75%의 자연적 풍요함)이다. 146sm은 또한 상당히 장수(6.8×10y7)하지만, 멸종된 방사성핵종으로서 태양계의 방사선 연계에 유용하게 남아 있기는 하지만, 지구상의 태양계 형성에 따라 상당한 양의 생존을 할 만큼 충분히 장수하지는 않는다.[3][4]

자연발생 동위원소 외에 가장 장수하는 방사성동위원소는 반감기가 88.8세인 sm과 [5]340일인 sm이다. 나머지 방사성 동위원소는 모두 반감기가 2일 미만이고, 이 중 대다수가 48초 미만인 반감기를 갖고 있다. 이 원소는 또한 12개의 알려진 이소머를 가지고 있으며, 가장 안정적인 것은 sm(t1/2 22.6분), sm(t1/2 66초), sm(t1/2 10.7초)이다.

오래 산 동위 원소인 Sm, Sm, Sm은 주로 알파에 의해 네오디뮴 동위 원소로 부패한다. 보다 가벼운 불안정한 사마륨 동위 원소는 주로 프로메튬 동위 원소에 전자 포획에 의해 붕괴되고, 무거운 동위 원소는 유로듐 동위 원소에 베타 붕괴에 의해 붕괴된다.

사마륨 동위 원소는 암석과 운석의 나이 관계를 결정하기 위해 사마륨-네오디뮴 연대에 사용된다.

151sm은 중생 핵분열 생성물로 핵연료 사이클에서 중성자 독물질 역할을 한다. 안정적인 핵분열 생성물 sm도 중성자 독이다.

동위 원소 목록

뉴클리드
[n 1] 		Z N 동위원소 질량 (Da)
[n 2][n 3] 		하프라이프
[n 4][n 5] 		썩다
모드
[n 6] 		딸
동위 원소
[n 7][n 8] 		스핀 앤 앤
동등성
[n 9][n 5] 		자연적 풍요 (분수)
흥분 에너지[n 5] 정상비율 변동 범위
128sm 62 66 127.95808(54)# 0.5# s 0+
129sm 62 67 128.95464(54)# 550(100) ms 5/2+#
130sm 62 68 129.94892(43)# 1# s β+ 130PM 0+
131sm 62 69 130.94611(32)# 1.2(2)초 β+ 131PM 5/2+#
β+, p(rare) 130ND
132sm 62 70 131.94069(32)# 4.0(3)초 β+ 132PM 0+
β+, p 131ND
133sm 62 71 132.93867(21)# 2.90(17)초 β+ 133PM (5/2+)
β+, p 132ND
134sm 62 72 133.93397(21)# 10(1)초 β+ 134PM 0+
135sm 62 73 134.93252(17) 10.3(5)초 β+ (99.98%) 135PM (7/2+)
β+, p(0.02%) 134ND
135msm 0(300)# keV 2.4(9)초 β+ 135PM (3/2+, 5/2+)
136sm 62 74 135.928276(13) 47(2)초 β+ 136PM 0+
136msm 2264.7(11) keV 15(1) μs (8−)
137sm 62 75 136.92697(5) 45(1)초 β+ 137PM (9/2−)
137msm 180(50)# keV 20# s β+ 137PM 1/2+#
138sm 62 76 137.923244(13) 3.1(2)분 β+ 138PM 0+
139sm 62 77 138.922297(12) 2.57(10)분 β+ 139PM 1/2+
139msm 457.40(22) keV 10.7(6)초 IT(93.7%) 139sm 11/2−
β+ (6.3%) 139PM
140sm 62 78 139.918995(13) 14.82(12)분 β+ 140PM 0+
141sm 62 79 140.918476(9) 10.2(2)분 β+ 141PM 1/2+
141msm 176.0(3) keV 22.6(2)분 β+ (99.69%) 141PM 11/2−
IT(.31%) 141sm
142sm 62 80 141.915198(6) 72.49(5)분 β+ 142PM 0+
143sm 62 81 142.914628(4) 8.75(8)분 β+ 143PM 3/2+
143m1sm 753.99(16) keV 66(2)초 IT(99.76%) 143sm 11/2−
β+ (.24%) 143PM
143m2sm 2793.8(13) keV 30(3) ms 23/2(−)
144sm 62 82 143.911999(3) 관측 안정적[n 10] 0+ 0.0307(7)
144msm 2323.60(8) keV 880(25)ns 6+
145sm 62 83 144.913410(3) 340(3) d EC 145PM 7/2−
145msm 8786.2(7) keV 990(170)ns
[0.96(+19−15) μs] 		(49/2+)
146sm 62 84 145.913041(4) 6.8(7)×107 y α 142ND 0+ 트레이스
147sm[n 11][n 12][n 13] 62 85 146.9148979(26) 1.06(2)×1011 y α 143ND 7/2− 0.1499(18)
148sm[n 11] 62 86 147.9148227(26) 7(3)×1015 y α 144ND 0+ 0.1124(10)
149sm[n 12][n 14] 62 87 148.9171847(26) 관측 안정적[n 15] 7/2− 0.1382(7)
150sm 62 88 149.9172755(26) 관측 안정적[n 16] 0+ 0.0738(1)
151sm[n 12][n 14] 62 89 150.9199324(26) 88.8(24) y β− 151Eu 5/2−
151msm 261.13(4) keV 1.4(1) μs (11/2)−
152sm[n 12] 62 90 151.9197324(27) 관측 안정적[n 17] 0+ 0.2675(16)
153sm[n 12] 62 91 152.9220974(27) 46.284(4)h β− 153Eu 3/2+
153msm 98.37(10) keV 10.6(3) ms IT 153sm 11/2−
154sm[n 12] 62 92 153.9222093(27) 관측 안정적[n 18] 0+ 0.2275(29)
155sm 62 93 154.9246402(28) 22.3(2)분 β− 155Eu 3/2−
156sm 62 94 155.925528(10) 9.4(2)시간 β− 156Eu 0+
156msm 1397.55(9) keV 185(7)ns 5−
157sm 62 95 156.92836(5) 8.03(7)분 β− 157Eu (3/2−)
158sm 62 96 157.92999(8) 5.30(3)분 β− 158Eu 0+
159sm 62 97 158.93321(11) 11.37(15)초 β− 159Eu 5/2−
160sm 62 98 159.93514(21)# 9.6(3)초 β− 160Eu 0+
161sm 62 99 160.93883(32)# 4.8(8)초 β− 161Eu 7/2+#
162sm 62 100 161.94122(54)# 2.4(5)초 β− 162Eu 0+
163sm 62 101 162.94536(75)# 1# s β− 163Eu 1/2−#
164sm 62 102 163.94828(86)# 500# ms β− 164Eu 0+
165sm 62 103 164.95298(97)# 200# ms β− 165Eu 5/2−#
표 머리글 및 바닥글:
  1. ^ mSm – 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. ^ 대담한 반감기 – 우주의 나이보다 거의 안정적이고 반감기가 길다.
  5. ^ a b c # – #로 표시된 값은 순수하게 실험 데이터에서 도출된 것이 아니라 최소한 부분적으로 인접 핵종(TNN)의 경향에서 도출된 것이다.
  6. ^ 붕괴 모드:
    IT: 등축 전이


    p: 양성자 방출
  7. ^ 딸로서의 굵은 이탤릭체 기호 – 딸 제품은 거의 안정적이다.
  8. ^ 딸로서의 굵은 기호 – 딸 제품은 안정적이다.
  9. ^ ( ) 스핀 값 – 취약한 할당 인수가 있는 스핀을 나타낸다.
  10. ^ Nd까지[6] ββ++ 부패를 겪는 것으로 판단됨
  11. ^ a b 원시적 방사성 동위원소
  12. ^ a b c d e f 핵분열 생성물
  13. ^ 사마륨-네오디뮴 연대 측정 시 사용
  14. ^ a b 원자로 내 중성자 독물질
  15. ^ 2×10년에15[6][7] 걸쳐 반감기와 함께 Nd에게 α 붕괴를 겪는 것으로 믿음
  16. ^ Nd에게[7] α 붕괴를 겪게 되는 것으로 믿음
  17. ^ Nd에게[7] α 붕괴를 겪게 되는 것으로 믿음
  18. ^ 2.3×10년에18[6] 걸쳐 반감기가 있는 Gd까지 β−− /xac을 겪는 것으로 믿음

사마륨-149

사마륨( 썩지만이 썩이제껏 그걸 반감기는 크기 최소 몇 명령은 우주의 나이보다 더 오래 주는 관찰되어 왔다 예상)의 Samarium-149(149Sm)는 관측에 의하여 안정 동위 원소, 핵에 상당한 효과적으로 이것 또한neutron-absorbing 핵 독물질이 핵 분열 생성물(수량 1.0888%),. reaCTOR 수술, XE 다음으로 두 번째다. 그것의 중성자 단면은 열 중성자 40140 barns이다.

평형농도(따라서 중독효과)는 원자로 운전 약 500시간(약 20일) 후에 평형값으로 축적되며, sm이 안정적이기 때문에 추가 원자로 운전 중에는 농도가 본질적으로 일정하게 유지된다. 이는 요오드-135(단생 핵분열 생성물)의 베타 붕괴로 축적되어 중성자 단면이 높지만, 그 자체로 9.2시간의 반감기로 소멸(그래서 원자로 정지 후 오랫동안 일정한 농도에 머무르지 않음)되어 이른바 제논 핏이 발생하는 것과 대비된다.

사마륨-151

중생
핵분열 생성물
받침대:
단위: 		t½
(년) 		양보
(%) 		Q*
(keV) 		βγ *
155Eu 4.76 0.0803 252 βγ
85크르 10.76 0.2180 687 βγ
113mcd 14.1 0.0008 316 β
90SR 28.9 4.505 2826 β
137Cs 30.23 6.337 1176 βγ
121mSn 43.9 0.00005 390 βγ
151sm 88.8 0.5314 77 β
항복, 핵분열당[8] %
열적 빠른 14 MeV
232TH 화기애애하지 않다 0.399 ± 0.065 0.165 ± 0.035
233U 0.333 ± 0.017 0.312 ± 0.014 0.49 ± 0.11
235U 0.4204 ± 0.0071 0.431 ± 0.015 0.388 ± 0.061
238U 화기애애하지 않다 0.810 ± 0.012 0.800 ± 0.057
239PU 0.776 ± 0.018 0.797 ± 0.037 ?
241PU 0.86 ± 0.24 0.910 ± 0.025 ?


사마륨-151(151Sm)은 반감기가 88.8년으로 저에너지 베타 붕괴를 겪으며, 열 중성자와 U의 핵분열 생성 수율은 0.4203%로 sm 수율의 약 39%에 달한다. Pu의 수익률은 다소 높다.

열 중성자에 대한 중성자 흡수 단면은 sm 흡수 단면의 약 38%인 15200 barns로 높으며 U의 약 20배에 이른다.sm과 sm의 생산과 흡수율의 비율이 거의 같기 때문에 두 동위원소는 평형농도가 비슷해야 한다. sm은 약 500시간(20일) 만에 평형에 도달하기 때문에 sm은 약 50일 안에 평형에 도달해야 한다.

핵연료는 원자력발전소에서 수 년 동안(소각) 사용되기 때문에 배출 시 사용후핵연료에서 최종 Sm량은 사용 중 생산된 총 Sm의 극히 일부에 불과하다. 한 연구에 따르면, 사용후연료에서 sm의 질량분율은 MOX 연료의 중량에 대하여 약 0.0025이며, 우라늄 연료의 약 절반으로 중생 핵분열생성물 Cs의 질량분율 약 .15보다 약 2배 적은 질량이다.[9] sm의 붕괴 에너지도 cs의 붕괴 에너지보다 약 한 자릿수 적다. 낮은 수율, 낮은 생존율, 낮은 붕괴 에너지는 sm이 두 가지 주요 중생 핵분열 생성물인 cs와 sr에 비해 핵폐기물 영향이 미미하다는 것을 의미한다.

사마륨-153

사마륨-153(153Sm)의 반감기는 46.3시간으로 Eu에 β− 부패를 겪고 있다. 사마륨 렉시드로남의 성분으로 골암 완화에 쓰인다.[10] 칼슘과 비슷한 방법으로 신체에 의해 치료되며 뼈까지 선택적으로 국소화된다.

참조

  1. ^ "Standard Atomic Weights: Samarium". CIAAW. 2005.
  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. ^ Samir Maji; et al. (2006). "Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis". Analyst. 131 (12): 1332–1334. Bibcode:2006Ana...131.1332M. doi:10.1039/b608157f. PMID 17124541.
  4. ^ Kinoshita, N.; Paul, M.; Kashiv, Y.; Collon, P.; Deibel, C. M.; DiGiovine, B.; Greene, J. P.; Henderson, D. J.; Jiang, C. L.; Marley, S. T.; Nakanishi, T.; Pardo, R. C.; Rehm, K. E.; Robertson, D.; Scott, R.; Schmitt, C.; Tang, X. D.; Vondrasek, R.; Yokoyama, A. (30 March 2012). "A Shorter 146Sm Half-Life Measured and Implications for 146Sm-142Nd Chronology in the Solar System". Science. 335 (6076): 1614–1617. arXiv:1109.4805. Bibcode:2012Sci...335.1614K. doi:10.1126/science.1215510. ISSN 0036-8075. PMID 22461609.
  5. ^ He, M.; Shen, H.; Shi, G.; Yin, X.; Tian, W.; Jiang, S. (2009). "Half-life of 151Sm remeasured". Physical Review C. 80 (6). Bibcode:2009PhRvC..80f4305H. doi:10.1103/PhysRevC.80.064305.
  6. ^ a b c Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
  7. ^ a b c Belli, P.; Bernabei, R.; Danevich, F. A.; Incicchitti, A.; Tretyak, V. I. (2019). "Experimental searches for rare alpha and beta decays". European Physical Journal A. 55 (140): 4–6. arXiv:1908.11458. doi:10.1140/epja/i2019-12823-2.
  8. ^ https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm 누적 핵분열 산출량, IAEA
  9. ^ Christophe Demazière. "Reactor Physics Calculations on MOX Fuel in Boiling Water Reactors (BWRs)" (PDF). OECD Nuclear Energy Agency. {{cite journal}}: Cite 저널은 (도움말) 그림 2, 6페이지
  10. ^ Ballantyne, Jane C; Fishman, Scott M; Rathmell, James P. (2009-10-01). Bonica's Management of Pain. Lippincott Williams & Wilkins. pp. 655–. ISBN 978-0-7817-6827-6. Retrieved 19 July 2011.