Изотопы тория
Изотопы то́рия — разновидности химического элемента тория, имеющие разное количество нейтронов в ядре. На данный момент известны 30 изотопов тория и еще 3 возбуждённых изомерных состояния некоторых его нуклидов.
Торий не имеет стабильных изотопов, однако изотоп торий-232 обладает очень большим периодом полураспада (14 миллиардов лет) и потому встречается в природе. Некоторые из других изотопов тория могут встречаться в природных образцах в следовых количествах, так как входят в радиоактивные ряды природных изотопов урана и тория.
На заре развития ядерных технологий некоторые из изотопов тория получили имена собственные:
Таблица изотопов тория
| Символ нуклида |
Историческое название | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[1] (а. е. м.) |
Период полураспада[2] (T1/2) |
Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[2] |
Распространённость изотопа в природе |
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | ||||||||||
| 208Th[3] | 90 | 118 | 208,01791(4) | 1,7(+1,7-0,6) мс | α | 204Ra | 0+ | |||
| 209Th[4] | 90 | 119 | 209,01772(11) | 7(5) мс [3,8(+69−15)] |
α | 205Ra | 5/2−# | |||
| 210Th | 90 | 120 | 210,015075(27) | 17(11) мс [9(+17−4) мс] |
α | 206Ra | 0+ | |||
| β+ (редко) | 210Ac | |||||||||
| 211Th | 90 | 121 | 211,01493(8) | 48(20) мс [0,04(+3−1) с] |
α | 207Ra | 5/2−# | |||
| β+ (редко) | 211Ac | |||||||||
| 212Th | 90 | 122 | 212,01298(2) | 36(15) мс [30(+20-10) мс] |
α (99,7%) | 208Ra | 0+ | |||
| β+ (0,3%) | 212Ac | |||||||||
| 213Th | 90 | 123 | 213,01301(8) | 140(25) мс | α | 209Ra | 5/2−# | |||
| β+ (редко) | 213Ac | |||||||||
| 214Th | 90 | 124 | 214,011500(18) | 100(25) мс | α | 210Ra | 0+ | |||
| 215Th | 90 | 125 | 215,011730(29) | 1,2(2) с | α | 211Ra | (1/2−) | |||
| 216Th | 90 | 126 | 216,011062(14) | 26,8(3) мс | α (99,99%) | 212Ra | 0+ | |||
| β+ (0,006%) | 216Ac | |||||||||
| 216m1Th | 2042(13) кэВ | 137(4) мкс | (8+) | |||||||
| 216m2Th | 2637(20) кэВ | 615(55) нс | (11−) | |||||||
| 217Th | 90 | 127 | 217,013114(22) | 240(5) мкс | α | 213Ra | (9/2+) | |||
| 218Th | 90 | 128 | 218,013284(14) | 109(13) нс | α | 214Ra | 0+ | |||
| 219Th | 90 | 129 | 219,01554(5) | 1,05(3) мкс | α | 215Ra | 9/2+# | |||
| β+ (10−7%) | 219Ac | |||||||||
| 220Th | 90 | 130 | 220,015748(24) | 9,7(6) мкс | α | 216Ra | 0+ | |||
| ЭЗ (2⋅10−7%) | 220Ac | |||||||||
| 221Th | 90 | 131 | 221,018184(10) | 1,73(3) мс | α | 217Ra | (7/2+) | |||
| 222Th | 90 | 132 | 222,018468(13) | 2,237(13) мс | α | 218Ra | 0+ | |||
| ЭЗ (1,3⋅10−8%) | 222Ac | |||||||||
| 223Th | 90 | 133 | 223,020811(10) | 0,60(2) с | α | 219Ra | (5/2)+ | |||
| 224Th | 90 | 134 | 224,021467(12) | 1,05(2) с | α | 220Ra | 0+ | |||
| β+β+ (редко) | 224Ra | |||||||||
| КР (редко) | 208Pb 16O | |||||||||
| 225Th | 90 | 135 | 225,023951(5) | 8,72(4) мин | α (90%) | 221Ra | (3/2)+ | |||
| ЭЗ (10%) | 225Ac | |||||||||
| 226Th | 90 | 136 | 226,024903(5) | 30,57(10) мин | α | 222Ra | 0+ | |||
| 227Th | Радиоактиний | 90 | 137 | 227,0277041(27) | 18,68(9) сут | α | 223Ra | 1/2+ | следовые количества[n 1] | |
| 228Th | Радиоторий | 90 | 138 | 228,0287411(24) | 1,9116(16) года | α | 224Ra | 0+ | следовые количества[n 2] | |
| КР (1,3⋅10−11%) | 208Pb 20O | |||||||||
| 229Th | 90 | 139 | 229,031762(3) | 7,34(16)⋅103 лет | α | 225Ra | 5/2+ | |||
| 229mTh | 8,3(2) эВ[5] | 7(1) мкс[6] | ИП | 229Th | 3/2+ | |||||
| 230Th | Ионий | 90 | 140 | 230,0331338(19) | 7,538(30)⋅104 лет | α | 226Ra | 0+ | 0,0002(2)[n 3] | |
| КР (5,6⋅10−11%) | 206Hg 24Ne | |||||||||
| СД (5⋅10−11%) | (разные) | |||||||||
| 231Th | Уран Y | 90 | 141 | 231,0363043(19) | 25,52(1) ч | β− | 231Pa | 5/2+ | следовые количества[n 1] | |
| α (10−8%) | 227Ra | |||||||||
| 232Th | Торий | 90 | 142 | 232,0380553(21) | 1,405(6)⋅1010 лет | α | 228Ra | 0+ | 0,9998(2) | |
| β−β− (редко) | 232U | |||||||||
| СД (1,1⋅10−9%) | (разные) | |||||||||
| КР (2,78⋅10−10%) | 182Yb 26Ne 24Ne | |||||||||
| 233Th | 90 | 143 | 233,0415818(21) | 21,83(4) мин | β− | 233Pa | 1/2+ | |||
| 234Th | Уран X1 | 90 | 144 | 234,043601(4) | 24,10(3) сут | β− | 234mPa | 0+ | следовые количества[n 3] | |
| 235Th | 90 | 145 | 235,04751(5) | 7,2(1) мин | β− | 235Pa | (1/2+)# | |||
| 236Th | 90 | 146 | 236,04987(21)# | 37,5(2) мин | β− | 236Pa | 0+ | |||
| 237Th | 90 | 147 | 237,05389(39)# | 4,8(5) мин | β− | 237Pa | 5/2+# | |||
| 238Th | 90 | 148 | 238,0565(3)# | 9,4(20) мин | β− | 238Pa | 0+ | |||
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.
- Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
- 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 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.
Примечания
- ↑ 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 Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
- ↑ Cardona, J.A.H. Production and decay properties of neutron deficient isotopes with N < 126 and 74 ≤ Z ≤ 92 at SHIP. Goethe Universität Frankfury Allemagne (2012). Дата обращения: 3 февраля 2022. Архивировано 3 февраля 2022 года.
- ↑ H. Ikezoe (1996). «Alpha decay of a new isotope of 209Th». Physical Review C 54 (4): 2043–2046. doi:10.1103/PhysRevC.54,2043. PMID 9971554. .
- ↑ (12 September 2019) «Energy of the 229Th nuclear clock transition». Nature 573 (7773): 243–246. arXiv:1905.06308. doi:10.1038/s41586-019-1533-4. PMID 31511684. .
- ↑ (2017) «Lifetime measurement of the 229Th nuclear isomer». Phys. Rev. Lett. 118 (4): 042501. arXiv:1801.05205. doi:10.1103/PhysRevLett.118.042501. PMID 28186791. .
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
