Isotoper av hafnium

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 18 november 2021; kontroller kräver 2 redigeringar .

Hafniumisotoper är  varianter av det kemiska grundämnet hafnium som har ett annat antal neutroner i kärnan. Kända isotoper av hafnium med masstal från 153 till 188 (antal protoner 72, neutroner från 81 till 116) och 26 kärnisomerer .

Naturligt hafnium består av en blandning av 6 isotoper. Fem av dem är stabila:

• 176 Hf (isotopmängd 5,26%), stabil
• 177 Hf (isotopmängd 18,60%), stabil
• 178 Hf (isotopisk förekomst 27,28%), stabil
• 179 Hf (isotopisk förekomst 13,62%), stabil
• 180 Hf (isotopisk förekomst 35,08%), stabil

En annan naturlig isotop har en enorm halveringstid , mycket längre än universums ålder :

• 174 Hf ( isotopisk förekomst 0,16 %), halveringstid 2×10 15 år

Den artificiella radioisotopen som lever längst är 182 Hf med en halveringstid på 8,9 miljoner år.

178m2 Hf

Huvudartikel Hafniumbomb

1998 väckte 178m2 Hf- isomeren forskarnas uppmärksamhet . Dess egenskap var en betydande energi i det exciterade tillståndet (2,446 MeV per kärna eller 1,3 GJ per 1 gram) med en lång halveringstid (31 år). [1] [2] Under den isomera övergången frigjordes energi i form av gammastrålning, den slutliga isotopen är stabil.

1998 rapporterade en grupp forskare under ledning av Carl Collins att de hade hittat ett sätt att tvinga fram en isomers sönderfall. Enligt gruppen var det möjligt att uppnå en viss ökning av den naturliga sönderfallshastigheten genom att bestråla ämnet med röntgenstrålar av ett visst spektrum. År 2003 finansierade försvarets forskningsbyrå DARPA ytterligare forskning, vilket orsakade ett offentligt ramaskri och rykten om den så kallade "hafniumbomben" - en enhet som utför en lavinisomerisk övergång i en betydande massa av isomeren, vilket frigör energier jämförbara med explosionsenergier för traditionella kemiska sprängämnen.

Icke desto mindre, i den vetenskapliga världen, var de skeptiska inte bara till möjligheten att bygga sådana enheter, utan också till själva möjligheten att på konstgjord väg stimulera en isomer övergång, och kritiserade Collins arbete. Förutom tvivel om tillförlitligheten av experimenten påpekade de också de enorma svårigheterna att få isomeren i de mängder som krävs för att bygga praktiska vapen. Anledningen till svårigheterna är de extremt låga sannolikheterna för alla kända reaktioner av syntesen av isomeren, som inte tillåter erhållande av isomeren på känd utrustning i den erforderliga mängden.

Tabell över hafniumisotoper

Nuklidsymbol _	Z ( p )	N( n )	Isotopmassa [3] ( a.u.m. )	Halveringstid [ 4] (T 1/2 )	Decay kanal	Förfallande produkt	Spinn och paritet av kärnan [4]	Isotopens förekomst i naturen	Omfång av förändringar i isotopisk förekomst i naturen
	Excitationsenergi
153 Hf	72	81	152.97069(54)#	400# ms [>200 ns]			1/2+#
153m Hf	750(100)# keV			500# ms			11/2−#
154 hf	72	82	153.96486(54)#	2(1) s	β +	154 Lu	0+
					α (sällsynt)	150 Yb
155 hf	72	83	154.96339(43)#	890(120) ms	β +	155 Lu	7/2−#
					α (sällsynt)	151 Yb
156 hf	72	84	155,95936(22)	23(1) ms	α (97 %)	152 Yb	0+
					β + (3 %)	156 Lu
156m Hf	1959,0(10) keV			480(40) µs			8+
157 Hf	72	85	156.95840(21)#	115(1) ms	α (86 %)	153 Yb	7/2−
					β + (14 %)	157 Lu
158 hf	72	86	157,954799(19)	2.84(7) s	β + (55 %)	158 Lu	0+
					α (45 %)	154 Yb
159 Hf	72	87	158,953995(18)	5.20(10) s	β + (59 %)	159 Lu	7/2−#
					α (41 %)	155 Yb
160 hf	72	88	159,950684(12)	13.6(2) s	β + (99,3%)	160 Lu	0+
					α (0,7 %)	156 Yb
161 Hf	72	89	160,950275(24)	18.2(5) s	β + (99,7 %)	161 Lu	3/2−#
					α (0,3 %)	157 Yb
162 hf	72	90	161,94721(1)	39.4(9) s	β + (99,99 %)	162 Lu	0+
					α (0,008%)	158 Yb
163 Hf	72	91	162,94709(3)	40,0(6) s	β +	163 Lu	3/2−#
					α (10 −4 %)	159 Yb
164 hf	72	92	163,944367(22)	111(8) s	β +	164 Lu	0+
165 hf	72	93	164,94457(3)	76(4) s	β +	165 Lu	(5/2−)
166 hf	72	94	165,94218(3)	6,77 (30) min	β +	166 Lu	0+
167 hf	72	95	166,94260(3)	2,05(5) min	β +	167 Lu	(5/2)
168 hf	72	96	167,94057(3)	25,95(20) min	β +	168 Lu	0+
169 hf	72	97	168.94126(3)	3,24(4) min	β +	169 Lu	(5/2)
170 hf	72	98	169,93961(3)	16.01(13) h	EZ	170 Lu	0+
171 Hf	72	99	170,94049(3)	12.1(4) h	β +	171 Lu	7/2(+)
171m Hf	21,93(9) keV			29.5(9) s	IP	171 Hf	1/2(−)
172 Hf	72	100	171,939448(26)	1,87(3) år	EZ	172 Lu	0+
172m Hf	2005.58(11) keV			163(3) ns			(8−)
173 Hf	72	101	172.94051(3)	23.6(1) h	β +	173 Lu	1/2−
174 Hf	72	102	173,940046(3)	2.0(4)⋅10 15  år	α	170 Yb	0+	0,0016(1)	0,001619–0,001621
174m1 Hf	1549,3 keV			138(4) ns			(6+)
174m2 Hf	1797,5(20) keV			2,39(4) µs			(8−)
174m3 Hf	3311,7 keV			3,7(2) µs			(14+)
175 hf	72	103	174,941509(3)	70(2) dagar	β +	175 Lu	5/2−
176 hf	72	104	175.9414086(24)	stabil [n 1]			0+	0,0526(7)	0,05206–0,05271
177 Hf	72	105	176.9432207(23)	stabil (>1,3⋅10 18 år) [n 2] [5]			7/2−	0,1860(9)	0,18593–0,18606
177m1 Hf	1315,4504(8) keV			1.09(5) s			23/2+
177m2 Hf	1342,38(20) keV			55,9(12) µs			(19/2−)
177m3 Hf	2740,02(15) keV			51,4(5) min			37/2−
178 hf	72	106	177,9436988(23)	stabil [n 3]			0+	0,2728(7)	0,27278–0,27297
178m1 Hf	1147,423(5) keV			4,0(2) s			8−
178m2 Hf	2445,69(11) keV			31(1) år gammal			16+
178m3 Hf	2573,5(5) keV			68(2) µs			(14−)
179 Hf	72	107	178.9458161(23)	stabil [n 4]			9/2+	0,1362(2)	0,13619–0,1363
179m1 Hf	375,0367(25) keV			18.67(4) s			1/2−
179m2 Hf	1105,84(19) keV			25.05(25) dagar			25/2−
180 hf	72	108	179,9465500(23)	stabil [n 5]			0+	0,3508(16)	0,35076–0,351
180m1 Hf	1141,48(4) keV			5,47(4) h			8−
180m2 hf	1374,15(4) keV			0,57(2) µs			(4−)
180m3 Hf	2425,8(10) keV			15(5) µs			(10+)
180m4 hf	2486,3(9) keV			10(1) µs			12+
180m5 hf	2538,3(12) keV			>10 µs			(14+)
180m6 Hf	3599,3(18) keV			90(10) µs			(18−)
181 Hf	72	109	180.9491012(23)	42,39(6) dagar	β −	181 Ta	1/2−
181m1 Hf	595(3) keV			80(5) µs			(9/2+)
181m2 Hf	1040(10) keV			~100 µs			(17/2+)
181m3 Hf	1738(10) keV			1,5(5) ms			(27/2−)
182 Hf	72	110	181,950554(7)	8,90(9)⋅10 6  år	β −	182 Ta	0+
182m Hf	1172,88(18) keV			61,5(15) min	β − (58 %)	182 Ta	8−
					IP (42 %)	182 Hf
183 Hf	72	111	182.95353(3)	1,067(17) timmar	β −	183 Ta	(3/2−)
184 hf	72	112	183,95545(4)	4.12(5) h	β −	184 Ta	0+
184m Hf	1272,4(4) keV			48(10) s	β −	184 Ta	8−
185 hf	72	113	184.95882(21)#	3,5(6) min	β −	185 Ta	3/2−#
186 hf	72	114	185.96089(32)#	2,6(12) min	β −	186 Ta	0+
187 hf	72	115	186.96459(43)#	30# s [>300 ns]
188 hf	72	116	187.96685(54)#	20# s [>300 ns]			0+

1. ↑ Teoretiskt sett kan den genomgå alfasönderfall vid 172 Yb
2. ↑ Teoretiskt sett kan den genomgå alfasönderfall i 173 Yb
3. ↑ Teoretiskt kan den genomgå alfasönderfall vid 174 Yb
4. ↑ Teoretiskt kan den genomgå alfasönderfall vid 175 Yb
5. ↑ Teoretiskt sett kan den genomgå alfasönderfall vid 176 Yb

Förklaringar till tabellen

• Isotopförekomster ges för de flesta naturliga prover. För andra källor kan värdena variera kraftigt.

• Indexen 'm', 'n', 'p' (bredvid symbolen) anger nuklidens exciterade isomera tillstånd.

• Symboler i fet stil indikerar stabila nedbrytningsprodukter. Symbolerna i fet kursiv stil betecknar radioaktiva sönderfallsprodukter som har halveringstider som är jämförbara med eller högre än jordens ålder och därför finns i den naturliga blandningen.

• Värden markerade med en hash (#) härleds inte enbart från experimentella data, utan är (åtminstone delvis) uppskattade från systematiska trender i närliggande nuklider (med samma Z- och N -förhållanden ). Osäkerhetsspinn och/eller paritetsvärden är omgivna inom parentes.

• Osäkerhet anges som ett tal inom parentes, uttryckt i enheter av den sista signifikanta siffran, betyder en standardavvikelse (med undantag för mängden och standardatommassan för en isotop enligt IUPAC -data , för vilken en mer komplex definition av osäkerhet är Begagnade). Exempel: 29770,6(5) betyder 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) betyder 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) betyder −2200,2 ± 1,8.

Anteckningar

1. ↑ Pentagon-fel (nedlänk) . Populär mekanik (oktober 2007). Hämtad 10 november 2018. Arkiverad från originalet 10 maj 2011. (obestämd) 
2. ↑ Inducerad sönderfall av 178m2 Hf kärn isomeren och "isomer bomben" . UFN (maj 2005). Arkiverad från originalet den 22 augusti 2011. (obestämd)
3. ↑ Data enligt Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tabeller, grafer och referenser  (engelska)  // Kärnfysik A . - 2003. - Vol. 729 . - s. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
4. ↑ 1 2 Data baserad på Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-utvärderingen av kärn- och förfallsegenskaper  // Kärnfysik A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
5. ↑ Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020-utvärderingen av nukleära egenskaper  // Kinesisk fysik  C. - 2021. - Vol. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .

isotoper

ett 2                             3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton ett x H   x han 2 x Li x vara   x B x C x N x O x F x Ne 3 x Na xMg _   x Al x Si x P x S xCl _ xAr _ fyra x K x Ca   x Sc x Ti x V xCr _ xMn _ x Fe x Co x Ni x Cu xZn _ x Ga x Ge xAs _ x Se xBr _ xKr _ 5 xRb _ xSr _   x Y xZr _ xNb _ x Mån x Tc x Ru x Rh x Pd xAg _ x CD x in x Sn x Sb x Te x jag x Xe 6 x Cs x Ba xLa _ x Ce x Pr xNd _ x pm xSm _ xEu _ x Gd xTb _ xDy _ x Ho x Er x Tm x Yb x Lu x Hf x Ta x W x Re xOs _ xIr _ xPt _ xAu _ x Hg xTl _ xPb _ x Bi x Po x Kl xRn _ 7 xFr _ x Ra x Ac xTh _ xPa _ x U xNp _ x Pu x Am x cm xBk _ x Jfr x Es xFm _ xMd _ x Nej xLr _ xRf _ xDb _ xSg _ x Bh x Hs x Mt xDs _ xRg _ x Cn xNh _ xFl _ x Mc xLv _ x Ts xOg _   alkaliska metaller alkaliska jordartsmetaller Lantanider Aktinider övergångsmetaller lättmetaller _ Halvmetaller icke-metaller Halogener ädelgaser Egenskaper okända