Изотопы астата

Изото́пы аста́та — разновидности атомов (и ядер) химического элемента астата, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. В настоящее время известны 39 изотопов и 14 изомеров астата с массовыми числами от 191 до 229. Все изотопы астата являются короткоживущими, среди них нет стабильных или настолько долгоживущих, чтобы сохраниться в природе с момента нуклеосинтеза. Самые устойчивые из изотопов (от ²⁰⁷At до ²¹¹At) имеют период полураспада больше часа (наиболее стабильны ²¹⁰At, T_1/2 = 8,1(4) часа, и ²¹¹At, T_1/2 = 7,214(7) часа); однако в природных радиоактивных рядах они отсутствуют, а у трёх природных изотопов период полураспада не превышает минуты: ²¹⁵At (0,10(2) мс, ряд урана-235), ²¹⁸At (1,5(3) с, ряд урана-238) и ²¹⁹At (56(3) с, ряд урана-235). Таким образом, равновесное содержание в земной коре ничтожно (~ 70 мг суммарно). Как правило, изотопы астата получают искусственным путём, например, в ядерных реакциях Au+C, Bi+He и др. Тяжёлые изотопы астата получают в результате α-распада искусственно полученных изотопов франция.

Таблица изотопов астата

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа^[1] (а. е. м.)	Период полураспада^[2] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[2]	Распространённость изотопа в природе
Символ нуклида	Энергия возбуждения			Период полураспада^[2] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[2]	Распространённость изотопа в природе
¹⁹¹At	85	106		1,7(+11−5) мс			(1/2+)
^191mAt				2,1(+4−3) мс			(7/2−)
¹⁹²At	85	107	192,00314(28)	11,5(0,6) мс	α (99,79 %)	¹⁸⁸Bi	3+#
¹⁹²At	85	107	192,00314(28)	11,5(0,6) мс	β⁺, СД (0,21 %)	(разные)	3+#
^192mAt	330(90)# кэВ			88(6) мс	α (99,79 %)	^188mBi	(9-, 10−)
^192mAt	330(90)# кэВ			88(6) мс	β⁺, СД (0,21 %)	(разные)	(9-, 10−)
¹⁹³At	85	108	192,99984(6)	28(+5−4) мс	α	¹⁸⁹Bi	(1/2+)
^193m1At	50 кэВ			21(5) мс			(7/2−)
^193m2At	39 кэВ			27(+4−5) мс			(13/2+)
¹⁹⁴At	85	109	193,99873(20)	286(7) мс	α	¹⁹⁰Bi	(4-, 5-)
¹⁹⁴At	85	109	193,99873(20)	286(7) мс	β⁺ (редко)	¹⁹⁴Po	(4-, 5-)
^194mAt	480(190) кэВ			323(7) мс	α	¹⁹⁰Bi	(9-, 10-)
^194mAt	480(190) кэВ			323(7) мс	ИП (редко)	¹⁹⁴At	(9-, 10-)
¹⁹⁵At	85	110	194,996268(10)	328(20) мс	α (75 %)	¹⁹¹Bi	(1/2+)
¹⁹⁵At	85	110	194,996268(10)	328(20) мс	β⁺ (25 %)	¹⁹⁵Po	(1/2+)
^195mAt	34(7) кэВ			147(5) мс			(7/2-)
¹⁹⁶At	85	111	195,99579(6)	253(9) мс	α (96 %)	¹⁹²Bi	(3+)
¹⁹⁶At	85	111	195,99579(6)	253(9) мс	β⁺ (4,0 %)	¹⁹⁶Po	(3+)
^196m1At	−30(80) кэВ			20# мс			(10−)
^196m2At	157,9(1) кэВ			11 мкс			(5+)
¹⁹⁷At	85	112	196,99319(5)	0,390(16) с	α (96 %)	¹⁹³Bi	(9/2−)
¹⁹⁷At	85	112	196,99319(5)	0,390(16) с	β⁺ (4,0 %)	¹⁹⁷Po	(9/2−)
^197mAt	52(10) кэВ			2,0(2) с			(1/2+)
¹⁹⁸At	85	113	197,99284(5)	4,2(3) с	α (94 %)	¹⁹⁴Bi	(3+)
¹⁹⁸At	85	113	197,99284(5)	4,2(3) с	β⁺ (6 %)	¹⁹⁸Po	(3+)
^198mAt	330(90)# кэВ			1,0(2) с			(10−)
¹⁹⁹At	85	114	198,99053(5)	6,92(13) с	α (89 %)	¹⁹⁵Bi	(9/2−)
¹⁹⁹At	85	114	198,99053(5)	6,92(13) с	β⁺ (11 %)	¹⁹⁹Po	(9/2−)
²⁰⁰At	85	115	199,990351(26)	43,2(9) с	α (57 %)	¹⁹⁶Bi	(3+)
²⁰⁰At	85	115	199,990351(26)	43,2(9) с	β⁺ (43 %)	²⁰⁰Po	(3+)
^200m1At	112,7(30) кэВ			47(1) с	α (43 %)	¹⁹⁶Bi	(7+)
					ИП	²⁰⁰At
					β⁺	²⁰⁰Po
^200m2At	344(3) кэВ			3,5(2) с			(10−)
²⁰¹At	85	116	200,988417(9)	85(3) с	α (71 %)	¹⁹⁷Bi	(9/2−)
²⁰¹At	85	116	200,988417(9)	85(3) с	β⁺ (29 %)	²⁰¹Po	(9/2−)
²⁰²At	85	117	201,98863(3)	184(1) с	β⁺ (88 %)	²⁰²Po	(2 3)+
²⁰²At	85	117	201,98863(3)	184(1) с	α (12 %)	¹⁹⁸Bi	(2 3)+
^202m1At	190(40) кэВ			182(2) с			(7+)
^202m2At	580(40) кэВ			460(50) мс			(10−)
²⁰³At	85	118	202,986942(13)	7,37(13) мин	β⁺ (69 %)	²⁰³Po	9/2−
²⁰³At	85	118	202,986942(13)	7,37(13) мин	α (31 %)	¹⁹⁹Bi	9/2−
²⁰⁴At	85	119	203,987251(26)	9,2(2) мин	β⁺ (96 %)	²⁰⁴Po	7+
²⁰⁴At	85	119	203,987251(26)	9,2(2) мин	α (3,8 %)	²⁰⁰Bi	7+
^204mAt	587,30(20) кэВ			108(10) мс	ИП	²⁰⁴At	(10−)
²⁰⁵At	85	120	204,986074(16)	26,2(5) мин	β⁺ (90 %)	²⁰⁵Po	9/2−
²⁰⁵At	85	120	204,986074(16)	26,2(5) мин	α (10 %)	²⁰¹Bi	9/2−
^205mAt	2339,65(23) кэВ			7,76(14) мкс			29/2+
²⁰⁶At	85	121	205,986667(22)	30,6(13) мин	β⁺ (99,11 %)	²⁰⁶Po	(5)+
²⁰⁶At	85	121	205,986667(22)	30,6(13) мин	α (0,9 %)	²⁰²Bi	(5)+
^206mAt	807(3) кэВ			410(80) нс			(10)−
²⁰⁷At	85	122	206,985784(23)	1,80(4) ч	β⁺ (91 %)	²⁰⁷Po	9/2−
²⁰⁷At	85	122	206,985784(23)	1,80(4) ч	α (8,6 %)	²⁰³Bi	9/2−
²⁰⁸At	85	123	207,986590(28)	1,63(3) ч	β⁺ (99,5 %)	²⁰⁸Po	6+
²⁰⁸At	85	123	207,986590(28)	1,63(3) ч	α (0,55 %)	²⁰⁴Bi	6+
²⁰⁹At	85	124	208,986173(8)	5,41(5) ч	β⁺ (96 %)	²⁰⁹Po	9/2−
²⁰⁹At	85	124	208,986173(8)	5,41(5) ч	α (4,0 %)	²⁰⁵Bi	9/2−
²¹⁰At	85	125	209,987148(8)	8,1(4) ч	β⁺ (99,8 %)	²¹⁰Po	(5)+
²¹⁰At	85	125	209,987148(8)	8,1(4) ч	α (0,18 %)	²⁰⁶Bi	(5)+
^210m1At	2549,6(2) кэВ			482(6) мкс			(15)−
^210m2At	4027,7(2) кэВ			5,66(7) мкс			(19)+
²¹¹At	85	126	210,9874963(30)	7,214(7) ч	ЭЗ (58,2 %)	²¹¹Po	9/2−
²¹¹At	85	126	210,9874963(30)	7,214(7) ч	α (42 %)	²⁰⁷Bi	9/2−
²¹²At	85	127	211,990745(8)	0,314(2) с	α (99,95 %)	²⁰⁸Bi	(1−)
					β⁺ (0,05 %)	²¹²Po
					β⁻ (2⋅10⁻⁶%)	²¹²Rn
^212m1At	223(7) кэВ			0,119(3) с	α (99 %)	²⁰⁸Bi	(9−)
^212m1At	223(7) кэВ			0,119(3) с	ИП (1 %)	²¹²At	(9−)
^212m2At	4771,6(11) кэВ			152(5) мкс			(25−)
²¹³At	85	128	212,992937(5)	125(6) нс	α	²⁰⁹Bi	9/2−
²¹⁴At	85	129	213,996372(5)	558(10) нс	α	²¹⁰Bi	1−
^214m1At	59(9) кэВ			265(30) нс
^214m2At	231(6) кэВ			760(15) нс			9−
²¹⁵At	85	130	214,998653(7)	0,10(2) мс	α	²¹¹Bi	9/2−	следовые количества^{[прим. 1]}
²¹⁶At	85	131	216,002423(4)	0,30(3) мс	α (99,99 %)	²¹²Bi	1−
					β⁻ (0,006 %)	²¹⁶Rn
					ЭЗ (3⋅10⁻⁷%)	²¹⁶Po
^216mAt	413(5) кэВ			100# мкс			(9−)
²¹⁷At	85	132	217,004719(5)	32,3(4) мс	α (99,98 %)	²¹³Bi	9/2−
²¹⁷At	85	132	217,004719(5)	32,3(4) мс	β⁻ (0,012 %)	²¹⁷Rn	9/2−
²¹⁸At	85	133	218,008694(12)	1,5(3) с	α (99,9 %)	²¹⁴Bi	1−#	следовые количества^{[прим. 2]}
²¹⁸At	85	133	218,008694(12)	1,5(3) с	β⁻ (0,10 %)	²¹⁸Rn	1−#	следовые количества^{[прим. 2]}
²¹⁹At	85	134	219,011162(4)	56(3) с	α (97 %)	²¹⁵Bi	(9/2-)	следовые количества^{[прим. 1]}
²¹⁹At	85	134	219,011162(4)	56(3) с	β⁻ (3,0 %)	²¹⁹Rn	(9/2-)	следовые количества^{[прим. 1]}
²²⁰At	85	135	220,01541(6)	3,71(4) мин	β⁻ (92 %)	²²⁰Rn	3(−#)
²²⁰At	85	135	220,01541(6)	3,71(4) мин	α (8,0 %)	²¹⁶Bi	3(−#)
²²¹At	85	136	221,01805(21)#	2,3(2) мин	β⁻	²²¹Rn	3/2−#
²²²At	85	137	222,02233(32)#	54(10) с	β⁻	²²²Rn
²²³At	85	138	223,02519(43)#	50(7) с	β⁻	²²³Rn	3/2−#
²²⁴At	85	139	224,02975(22)#	2,5(1,5) мин	β⁻	²²⁴Rn

↑ ^1,0 ^1,1 Промежуточный продукт распада урана-235
↑ Промежуточный продукт распада урана-238

Пояснения к таблице

Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или его чётности заключены в скобки.
Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Литература

G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties (англ.) // Nuclear Physics A : journal. — 2003. — Vol. 729. — P. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A. Архивировано 23 сентября 2008 года.
National Nuclear Data Center. NuDat 2.1 database (неопр.). Brookhaven National Laboratory. Дата обращения: 1 декабря 2016.
N. E. Holden. Table of the Isotopes // CRC Handbook of Chemistry and Physics^[англ.] (англ.) / D. R. Lide. — 85th Ed.. — CRC Press, 2004. — ISBN 978-0-8493-0485-9.
Лаврухина А. К., Поздняков А. А. «Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция». М.: Наука, 1966

↑ Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
↑ ^2,0 ^2,1 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.

[U235-3] 1,0 ^1,1 Промежуточный продукт распада урана-235

[U238-4] Промежуточный продукт распада урана-238

[AME2016-1] Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.

[Nubase2003-2] 2,0 ^2,1 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.

[1]

[2]

[прим. 1]

[прим. 2]