Blyisotoper

Isotoper av bly  är varianter av det kemiska grundämnet bly med olika antal neutroner i kärnan . Kända isotoper av bly med masstal från 178 till 220 (antal protoner 82, neutroner från 96 till 138) och 48 nukleära isomerer .

Bly är det sista elementet i det periodiska systemet som har stabila isotoper. Grundämnen efter bly har inga stabila isotoper. Blykärnor har ett slutet protonskal Z = 82 ( magiskt tal ), vilket förklarar stabiliteten hos grundämnets isotoper; kärnan på 208 Pb är dubbelmagisk ( Z = 82, N = 126 ), den är en av de fem dubbelmagiska nuklider som finns i naturen.

Naturliga isotoper av bly

Naturligt bly består av 4 stabila isotoper: [1]

Stor spridning i den isotopiska förekomsten orsakas inte av mätfel, utan av den observerade spridningen i olika naturliga mineraler på grund av olika kedjor av radiogent ursprung av bly. Isotoper 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb är radiogena, det vill säga de bildas som ett resultat av radioaktivt sönderfall , respektive 238 U, 235 U och 232 Th. Därför har många mineraler en annan isotopisk sammansättning av bly på grund av ackumuleringen av sönderfallsprodukter av uran och torium. Den isotopiska sammansättningen, som ges ovan, är karakteristisk främst för galena , där det praktiskt taget inte finns något uran och torium , och stenar, huvudsakligen sedimentära, där mängden uran ligger inom Clarkes gränser. I radioaktiva mineraler skiljer sig denna sammansättning avsevärt och beror på vilken typ av radioaktivt element som utgör mineralet . I uranmineraler, såsom uraninite UO 2 , pitchblende UO 2 ( uranbeck ), uranium black , i vilka uran dominerar signifikant, dominerar den radiogena isotopen 206 Pb rad signifikant över andra isotoper av bly, och dess koncentration kan nå 90 %. Till exempel, i uranbeck (San Silver, Frankrike ) är koncentrationen av 206 Pb 92,9 %, i uranbeck från Shinkolobwe (Kinshasa) - 94,25 % [2] . I toriummineral , till exempel i ThSiO 4 torit , dominerar den radiogena isotopen 208 Pb rad . Således, i monazit från Kazakstan är koncentrationen av 208Pb 94,02 %, i monazit från Becket-pegmatit ( Zimbabwe ) är den 88,8 % [2] . Det finns ett komplex av mineraler, till exempel monazit (Ce, La, Nd)[PO 4 ], zirkon ZrSiO 4 , etc., i vilka uran och torium är i varierande förhållanden och följaktligen alla eller de flesta blyisotoper finns närvarande i olika förhållanden. Det bör noteras att innehållet av icke-radiogent bly i zirkoner är extremt lågt, vilket gör dem till ett lämpligt objekt för uran-torium-bly-dateringsmetoden ( zirkonometri ).

Förutom stabila isotoper observeras andra radioaktiva isotoper av bly i naturen i spårmängder, vilka ingår i den radioaktiva serien uran-238 ( 214 Pb och 210 Pb), uranium-235 ( 211 Pb) och torium-232 ( 212 Pb). Dessa isotoper har föråldrade, men ibland stött på historiska namn och beteckningar : 210 Pb - radium D (RaD), 214 Pb - radium B (RaB), 211 Pb - aktinium B (AcB), 212 Pb - torium B (ThB). Deras naturliga innehåll är extremt litet, i jämvikt motsvarar det innehållet i seriens moderisotop, multiplicerat med förhållandet mellan halveringstiderna för dotterisotopen och seriens förfader. Till exempel, för bly-212 från toriumserien är detta förhållande (10,64 timmar) / (1,405 10 10 år) ≈ 9 10 −14 ; med andra ord, för varje 11 biljon atomer av torium-232 i naturlig jämvikt, finns det bara en atom av bly-212.

Radioisotoper

De radioaktiva isotoperna av bly som har längst livslängd är 205 Pb (halveringstid 17,3 miljoner år), 202 Pb (halveringstid 52 500 år) och 210 Pb (halveringstid 22,2 år). Halveringstiden för andra radioisotoper överstiger inte 3 dagar.

Applikation

Lead-212

212 Pb [3] är en lovande isotop för cancerterapi med alfapartiklar. Halveringstid 10 timmar, slutlig isotop 208 Pb. Förfallskedjan skapar alfa- och betastrålning. Isotopen införs i kompositionen av ett farmaceutiskt preparat, som selektivt absorberas av de drabbade cellerna. Alfa-partiklar har en mycket kort fri väg i vävnader, i proportion till cellstorleken. Den destruktiva effekten av joniserande strålning är alltså koncentrerad till de drabbade vävnaderna, och alfastrålningens höga destruktiva förmåga dödar effektivt de drabbade cellerna [4] .

212 Pb ingår i sönderfallskedjan av 232 U , en artificiell isotop som erhålls genom att bestråla naturligt torium med 232 Th neutroner i en reaktor. För medicinska ändamål skapas mobila generatorer på 212 Pb, från vilka det ackumulerade blyet tvättas ut kemiskt.

Lead-208

208Pb har ett lågt neutroninfångningstvärsnitt , vilket gör denna isotop lämplig som kylmedel för flytande metallkylda kärnreaktorer.

Blyisotoptabell

Nuklidsymbol
_ 		historiskt namn Z (p) N ( n ) Isotopmassa [5]
( a.u.m. ) 		Halveringstid
[ 6]
( T 1/2 ) 		Decay kanal Förfallande produkt Spinn och paritet
av kärnan [6] 		Isotopens förekomst
i naturen 		Omfång av förändringar i isotopisk förekomst i naturen
Excitationsenergi
178Pb _ 82 96 178,003830(26) 0,23(15) ms α 174 Hg 0+
179 Pb 82 97 179.00215(21)# 3,9(1,1) ms α 175 Hg (9/2−)
180Pb _ 82 98 179,997918(22) 4,5(11) ms α 176 Hg 0+
181Pb _ 82 99 180,99662(10) 45(20) ms α (98 %) 177 Hg (9/2−)
β + (2 %) 181Tl _
182Pb _ 82 100 181,992672(15) 60(40) ms
[55(+40−35) ms] 		α (98 %) 178 Hg 0+
β + (2 %) 182Tl _
183Pb _ 82 101 182,99187(3) 535(30) ms α (94 %) 179 Hg (3/2−)
β + (6 %) 183Tl _
183m Pb 94(8) keV 415(20) ms α 179 Hg (13/2+)
β + (sällsynt) 183Tl _
184Pb _ 82 102 183,988142(15) 490(25) ms α 180 Hg 0+
β + (sällsynt) 184Tl _
185Pb _ 82 103 184,987610(17) 6.3(4) s α 181 Hg 3/2−
β + (sällsynt) 185Tl _
185m Pb 60(40)# keV 4.07(15) s α 181 Hg 13/2+
β + (sällsynt) 185Tl _
186Pb _ 82 104 185,984239(12) 4.82(3) s α (56%) 182 Hg 0+
β + (44 %) 186Tl _
187Pb _ 82 105 186,983918(9) 15.2(3) s β + 187Tl _ (3/2−)
α 183 Hg
187m Pb 11(11) keV 18.3(3) s β + (98%) 187Tl _ (13/2+)
α (2%) 183 Hg
188Pb _ 82 106 187,980874(11) 25.5(1) s β + (91,5 %) 188Tl _ 0+
α (8,5 %) 184 Hg
188m1Pb _ 2578,2(7) keV 830(210) ns (8−)
188m2 Pb 2800(50) keV 797(21) ns
189 Pb 82 107 188,98081(4) 51(3) s β + 189Tl _ (3/2−)
189m1Pb _ 40(30)# keV 50,5(2,1) s β + (99,6%) 189Tl _ 13/2+
α (0,4 %) 185 Hg
189m2 Pb 2475(30)# keV 26(5) µs (10)+
190 Pb 82 108 189,978082(13) 71(1) s β + (99,1%) 190 TL 0+
α (0,9 %) 186 Hg
190m1Pb _ 2614,8(8) keV 150 ns (10)+
190m2 Pb 2618(20) keV 25 µs (12+)
190m3Pb _ 2658,2(8) keV 7,2(6) µs (11)
191Pb _ 82 109 190,97827(4) 1,33(8) min β + (99,987 %) 191Tl _ (3/2−)
α (0,013%) 187 Hg
191m Pb 20(50) keV 2,18(8) min β + (99,98%) 191Tl _ 13/2(+)
α (0,02%) 187 Hg
192Pb _ 82 110 191,975785(14) 3,5(1) min β + (99,99 %) 192Tl _ 0+
α (0,0061%) 188 Hg
192m1Pb _ 2581,1(1) keV 164(7) ns (10)+
192m2 Pb 2625,1(11) keV 1,1(5) µs (12+)
192m3 Pb 2743,5(4) keV 756(21) ns (11)
193Pb _ 82 111 192,97617(5) 5 minuter β + 193Tl _ (3/2−)
193m1Pb _ 130(80)# keV 5,8(2) min β + 193Tl _ 13/2(+)
193m2 Pb 2612,5(5)+X keV 135(+25−15) ns (33/2+)
194Pb _ 82 112 193,974012(19) 12,0(5) min β + (100 %) 194Tl _ 0+
α (7,3⋅10 −6 %) 190 Hg
195 Pb 82 113 194,974542(25) ~15 min β + 195Tl _ 3/2#-
195m1Pb _ 202,9(7) keV 15,0 (12) min β + 195Tl _ 13/2+
195m2 Pb 1759,0(7) keV 10,0(7) µs 21/2−
196Pb _ 82 114 195,972774(15) 37(3) min β + 196Tl _ 0+
α (3⋅10 −5 %) 192 Hg
196m1Pb _ 1049,20(9) keV <100 ns 2+
196m2 Pb 1738,27(12) keV <1 µs 4+
196m3 Pb 1797,51(14) keV 140(14) ns 5−
196m4Pb _ 2693,5(5) keV 270(4) ns (12+)
197 Pb 82 115 196.973431(6) 8,1(17) min β + 197Tl _ 3/2−
197m1Pb _ 319,31(11) keV 42,9(9) min β + (81 %) 197Tl _ 13/2+
IP (19 %) 197 Pb
α (3⋅10 −4 %) 193 Hg
197m2 Pb 1914.10(25) keV 1,15(20) µs 21/2−
198 Pb 82 116 197,972034(16) 2.4(1) h β + 198Tl _ 0+
198m1Pb _ 2141,4(4) keV 4,19(10) µs (7)
198m2 Pb 2231,4(5) keV 137(10) ns (9)
198m3 Pb 2820,5(7) keV 212(4) ns (12)+
199 Pb 82 117 198,972917(28) 90(10) min β + 199Tl _ 3/2−
199m1Pb _ 429,5(27) keV 12,2(3) min IP (93 %) 199 Pb (13/2+)
β + (7 %) 199Tl _
199m2 Pb 2563,8(27) keV 10,1(2) µs (29/2−)
200Pb _ 82 118 199,971827(12) 21.5(4) h β + 200 TL 0+
201Pb _ 82 119 200,972885(24) 9.33(3) h EZ (99 %) 201Tl _ 5/2−
β + (1 %)
201m1Pb _ 629,14(17) keV 61(2) s 13/2+
201m2 Pb 2718,5+X keV 508(5) ns (29/2−)
202Pb _ 82 120 201,972159(9) 5,25(28)⋅10 4  år EZ (99 %) 202Tl _ 0+
α (1%) 198 Hg
202m1Pb _ 2169,83(7) keV 3,53(1) h IP (90,5 %) 202Pb _ 9−
EZ (9,5 %) 202Tl _
202m2 Pb 4142,9(11) keV 110(5) ns (16+)
202m3 Pb 5345,9(13) keV 107(5) ns (19−)
203Pb _ 82 121 202,973391(7) 51,873(9) h EZ 203Tl _ 5/2−
203m1Pb _ 825,20(9) keV 6.21(8) s IP 203Pb _ 13/2+
203m2 Pb 2949,47(22) keV 480(7) ms 29/2−
203m3 Pb 2923,4+X keV 122(4) ns (25/2−)
204Pb _ 82 122 203.9730436(13) [ca. ett] stabil (>1,4⋅10 17 år) [8] [ca. 2] 0+ 0,014(1) 0,0104-0,0165
204m1Pb _ 1274,00(4) keV 265(10) ns 4+
204m2 Pb 2185,79(5) keV 67,2(3) min 9−
204m3 Pb 2264,33(4) keV 0,45(+10−3) µs 7−
205Pb _ 82 123 204.9744818(13) [ca. 3] 1,73(7)⋅10 7  år [9] EZ 205Tl _ 5/2−
205m1Pb _ 2,329(7) keV 24,2(4) µs 1/2−
205m2 Pb 1013,839(13) keV 5,55(2) ms 13/2+
205m3 Pb 3195,7(5) keV 217(5) ns 25/2−
206Pb _ Radium G 82 124 205.9744653(13) [ca. fyra] stabil (>2,5⋅10 21 år) [8] [ca. 5] 0+ 0,241(1) 0,2084-0,2748
206m1Pb _ 2200.14(4) keV 125(2) µs 7−
206m2 Pb 4027.3(7) keV 202(3) ns 12+
207Pb _ Actinium D 82 125 206.9758969(13) [ca. 6] stabil (>1,9⋅10 21 år) [8] [ca. 7] 1/2− 0,221(1) 0,1762-0,2365
207m Pb 1633.368(5) keV 806(6) ms IP 207Pb _ 13/2+
208Pb _ Thorium D 82 126 207.9766521(13) [ca. åtta] stabil (>2,6⋅10 21 år) [8] [ca. 9] 0+ 0,524(1) 0,5128-0,5621
208m Pb 4895(2) keV 500(10) ns 10+
209Pb _ 82 127 208,9810901(19) 3,253(14) h β − 209 Bi 9/2+
210Pb _ Radium D
Radiokabel 		82 128 209.9841885(16) [ca. tio] 22.20(22) år β − (100 %) 210 Bi 0+ spårmängder [ca. elva]
α (1,9⋅10 −6 %) 206 Hg
210m Pb 1278(5) keV 201(17) ns 8+
211Pb _ Aktinium B 82 129 210,9887370(29) 36,1(2) min β − 211 Bi 9/2+ spårmängder [ca. 12]
212Pb _ Thorium B 82 130 211,9918975(24) 10.64(1) h β − 212 Bi 0+ spårmängder [ca. 13]
212m Pb 1335(10) keV 6,0 (0,8) µs IP 212Pb _ (8+)
213Pb _ 82 131 212,996581(8) 10,2(3) min β − 213 Bi (9/2+)
214Pb _ Radium B 82 132 213,9998054(26) 26,8(9) min β − 214 Bi 0+ spårmängder [ca. elva]
214m Pb 1420(20) keV 6,2(0,3) µs IP 212Pb _ 8+#
215Pb _ 82 133 215,004660(60) 2,34 (0,19) min β − 215 Bi 9/2+#
216Pb _ 82 134 216.008030(210)# 1,65 (0,2) min β − 216 Bi 0+
216m Pb 1514(20) keV 400(40) ns IP 216Pb _ 8+#
217Pb _ 82 135 217.013140(320)# 20(5) s β − 217 Bi 9/2+#
218Pb _ 82 136 218.016590(320)# 15(7) s β − 218 Bi 0+
  1. ↑ Bly-208-massmätningar publicerade 2022 förbättrar bly-204-massnoggrannheten: M Pb204 = 203.973 042 09(18) a.m.u. [7]
  2. ↑ Teoretiskt kan den genomgå alfasönderfall vid 200 Hg.
  3. ↑ Bly-208-massmätningar publicerade 2022 förbättrar bly-205-massnoggrannheten: M Pb205 = 204.974 480 26(13) a.m.u. [7]
  4. ↑ Bly-208-massmätningar publicerade 2022 förbättrar bly-206-massnoggrannheten: M Pb206 = 205.974 463 79(12) a.m.u. [7]
  5. ↑ Teoretiskt kan den genomgå alfasönderfall i 202 Hg.
  6. ↑ Bly-208-massmätningar publicerade 2022 förbättrar bly-207-massnoggrannheten: M Pb207 = 206,975 895 39(6) a.m.u. [7]
  7. ↑ Teoretiskt kan den genomgå alfasönderfall i 203 Hg.
  8. ↑ Lead-208 massmätningar publicerade 2022 förbättrar noggrannheten med två storleksordningar: M Pb208 = 207.976 650 571(14) a.m.u. [7]
  9. ↑ Teoretiskt kan den genomgå alfasönderfall i 204 Hg.
  10. ↑ Bly-208-massmätningar publicerade 2022 förbättrar bly-210-massnoggrannheten: M Pb210 = 209.984 187 0(10) a.m.u. [7]
  11. ↑ 1 2 Mellanliggande sönderfallsprodukt av uran-238
  12. ↑ Mellanliggande sönderfallsprodukt av uran-235
  13. ↑ Mellanliggande sönderfallsprodukt av torium-232

Förklaringar till tabellen

Anteckningar

  1. ↑ Meija J. et al. Isotopiska sammansättningar av grundämnen 2013 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2016. - Vol. 88 , nr. 3 . - s. 293-306 . - doi : 10.1515/pac-2015-0503 .
  2. ↑ 1 2 Voytkevich G. V., Miroshnikov A. E., Cookery A. S., Prokhorov V. G. Kort referensbok om geokemi. — M .: Nedra, 1970.
  3. ↑ Metod för att erhålla radionukliden vismut-212
  4. ↑ Kokov KV, Egorova BV, tyska MN, Klabukov ID, Krasheninnikov ME et al. 212Pb: Produktionsmetoder och riktade terapitillämpningar  // Farmaceutik. - 2022. - T. 14 , nr. 1 . - S. 189 . — ISSN 1999-4923 . - doi : 10.3390/pharmaceutics14010189 .
  5. ↑ Data från Wang M. , Audi G. , Kondev FG , Huang WJ , Naimi S. , Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). utvärdering av indata; och justeringsprocedurer  (engelska)  // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-344 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030002 .
  6. ↑ 1 2 Data är baserade på Audi G. , Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties  // Chinese Physics C  . - 2017. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-138 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 . - .Fri tillgång
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kromer K. et al., High-precision mass measurement of double magic 208 Pb, arΧiv : 2210.11602 . 
  8. ↑ 1 2 3 4 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 .Fri tillgång
  9. ↑ NuDat  2.8 . Nationellt kärnkraftsdatacenter. Hämtad: 7 december 2020.


 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