Interested Article - Изотопы самария

Изотопы самария — разновидности химического элемента самария с разным количеством нейтронов в атомном ядре . Известны изотопы самария с массовыми числами от 128 до 165 (количество протонов 62, нейтронов от 66 до 103) и 12 ядерных изомеров .

Природный самарий представляет собой смесь семи изотопов: четырёх стабильных:

¹⁴⁴ Sm ( изотопная распространённость 3,07 %);
¹⁵⁰ Sm (изотопная распространённость 7,38 %);
¹⁵² Sm (изотопная распространённость 26,75 %);
¹⁵⁴ Sm (изотопная распространённость 22,75 %);

и трёх с огромным периодом полураспада , больше возраста Вселенной :

¹⁴⁷ Sm (изотопная распространённость 14,99 %, период полураспада 1⋅10 ¹¹ лет);
¹⁴⁸ Sm (изотопная распространённость 11,24 %, период полураспада 7⋅10 ¹⁵ лет);
¹⁴⁹ Sm (изотопная распространённость 13,82 %, период полураспада не установлен, превышает 2⋅10 ¹⁵ лет).

Благодаря радиоактивным изотопам, в основном ¹⁴⁷ Sm, природный самарий обладает удельной активностью около 124 кБк /кг .

Среди искусственно синтезированных изотопов самария самые долгоживущие ¹⁴⁶ Sm (период полураспада — 68 ± 7 миллионов лет или, по более ранним данным, 103 ± 4 млн лет ) и ¹⁵¹ Sm ( 90 ± 8 лет ). Расхождение между различными экспериментальными измерениями периода полураспада ¹⁴⁶ Sm пока не прояснено. В базу данных Nubase2016 внесено более позднее значение 68 млн лет, измеренное в 2012 году, однако рабочая группа ИЮПАК в 2020 году рекомендовала как вре́менное решение для космо- и геохимических исследований, где используется изотопное датирование образцов ранней Солнечной системы с помощью альфа-распада ¹⁴⁶ Sm→ ¹⁴² Nd, применять обе константы распада и публиковать два самарий-неодимовых возраста .

Самарий-153

В медицине для лечения некоторых видов рака применяется ¹⁵³ Sm В России фармпрепараты на основе ¹⁵³ Sm производит обнинский филиал Научно-исследовательского физико-химического института имени Л. Я. Карпова . .

Таблица изотопов самария

Символ нуклида	Z ( p )	N( n )	Масса изотопа ( а. е. м. )	Период полураспада (T _1/2 )	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Символ нуклида	Энергия возбуждения			Период полураспада (T _1/2 )	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
¹²⁸ Sm	62	66	127,95808(54)#	0,5# с			0+
¹²⁹ Sm	62	67	128,95464(54)#	550(100) мс			5/2+#
¹³⁰ Sm	62	68	129,94892(43)#	1# с	β ⁺	¹³⁰ Pm	0+
¹³¹ Sm	62	69	130,94611(32)#	1,2(2) с	β ⁺	¹³¹ Pm	5/2+#
¹³¹ Sm	62	69	130,94611(32)#	1,2(2) с	β ⁺ , p (редко)	¹³⁰ Nd	5/2+#
¹³² Sm	62	70	131,94069(32)#	4,0(3) с	β ⁺	¹³² Pm	0+
¹³² Sm	62	70	131,94069(32)#	4,0(3) с	β ⁺ , p	¹³¹ Nd	0+
¹³³ Sm	62	71	132,93867(21)#	2,90(17) с	β ⁺	¹³³ Pm	(5/2+)
¹³³ Sm	62	71	132,93867(21)#	2,90(17) с	β ⁺ , p	¹³² Nd	(5/2+)
¹³⁴ Sm	62	72	133,93397(21)#	10(1) с	β ⁺	¹³⁴ Pm	0+
¹³⁵ Sm	62	73	134,93252(17)	10,3(5) с	β ⁺ (99,98%)	¹³⁵ Pm	(7/2+)
¹³⁵ Sm	62	73	134,93252(17)	10,3(5) с	β ⁺ , p (0,02%)	¹³⁴ Nd	(7/2+)
^135m Sm	0(300)# кэВ			2,4(9) с	β ⁺	¹³⁵ Pm	(3/2+, 5/2+)
¹³⁶ Sm	62	74	135,928276(13)	47(2) с	β ⁺	¹³⁶ Pm	0+
^136m Sm	2264,7(11) кэВ			15(1) мкс			(8−)
¹³⁷ Sm	62	75	136,92697(5)	45(1) с	β ⁺	¹³⁷ Pm	(9/2−)
^137m Sm	180(50)# кэВ			20# с	β ⁺	¹³⁷ Pm	1/2+#
¹³⁸ Sm	62	76	137,923244(13)	3,1(2) мин	β ⁺	¹³⁸ Pm	0+
¹³⁹ Sm	62	77	138,922297(12)	2,57(10) мин	β ⁺	¹³⁹ Pm	1/2+
^139m Sm	457,40(22) кэВ			10,7(6) с	ИП (93,7%)	¹³⁹ Sm	11/2−
^139m Sm	457,40(22) кэВ			10,7(6) с	β ⁺ (6,3%)	¹³⁹ Pm	11/2−
¹⁴⁰ Sm	62	78	139,918995(13)	14,82(12) мин	β ⁺	¹⁴⁰ Pm	0+
¹⁴¹ Sm	62	79	140,918476(9)	10,2(2) мин	β ⁺	¹⁴¹ Pm	1/2+
^141m Sm	176,0(3) кэВ			22,6(2) мин	β ⁺ (99,69%)	¹⁴¹ Pm	11/2−
^141m Sm	176,0(3) кэВ			22,6(2) мин	ИП (0,31%)	¹⁴¹ Sm	11/2−
¹⁴² Sm	62	80	141,915198(6)	72,49(5) мин	β ⁺	¹⁴² Pm	0+
¹⁴³ Sm	62	81	142,914628(4)	8,75(8) мин	β ⁺	¹⁴³ Pm	3/2+
^143m1 Sm	753,99(16) кэВ			66(2) с	ИП (99,76%)	¹⁴³ Sm	11/2−
^143m1 Sm	753,99(16) кэВ			66(2) с	β ⁺ (0,24%)	¹⁴³ Pm	11/2−
^143m2 Sm	2793,8(13) кэВ			30(3) мс			23/2(−)
¹⁴⁴ Sm	62	82	143,911999(3)	стабилен			0+	0,0307(7)
^144m Sm	2323,60(8) кэВ			880(25) нс			6+
¹⁴⁵ Sm	62	83	144,913410(3)	340(3) сут	ЭЗ	¹⁴⁵ Pm	7/2−
^145m Sm	8786,2(7) кэВ			990(170) нс [0,96(+19−15) мкс]			(49/2+)
¹⁴⁶ Sm	62	84	145,913041(4)	68⋅10 ⁶ лет или 103⋅10 ⁶ лет	α	¹⁴² Nd	0+
¹⁴⁷ Sm	62	85	146,9148979(26)	1,06(2)⋅10 ¹¹ лет	α	¹⁴³ Nd	7/2−	0,1499(18)
¹⁴⁸ Sm	62	86	147,9148227(26)	6,3(13)⋅10 ¹⁵ лет	α	¹⁴⁴ Nd	0+	0,1124(10)
¹⁴⁹ Sm	62	87	148,9171847(26)	стабилен (>2⋅10 ¹⁵ лет)			7/2−	0,1382(7)
¹⁵⁰ Sm	62	88	149,9172755(26)	стабилен			0+	0,0738(1)
¹⁵¹ Sm	62	89	150,9199324(26)	88,8(24) лет	β ⁻	¹⁵¹ Eu	5/2−
^151m Sm	261,13(4) кэВ			1,4(1) мкс			(11/2)−
¹⁵² Sm	62	90	151,9197324(27)	стабилен			0+	0,2675(16)
¹⁵³ Sm	62	91	152,9220974(27)	46,284(4) ч	β ⁻	¹⁵³ Eu	3/2+
^153m Sm	98,37(10) кэВ			10,6(3) мс	ИП	¹⁵³ Sm	11/2−
¹⁵⁴ Sm	62	92	153,9222093(27)	стабилен (>2,3⋅10 ¹⁸ лет)			0+	0,2275(29)
¹⁵⁵ Sm	62	93	154,9246402(28)	22,3(2) мин	β ⁻	¹⁵⁵ Eu	3/2−
¹⁵⁶ Sm	62	94	155,925528(10)	9,4(2) ч	β ⁻	¹⁵⁶ Eu	0+
^156m Sm	1397,55(9) кэВ			185(7) нс			5−
¹⁵⁷ Sm	62	95	156,92836(5)	8,03(7) мин	β ⁻	¹⁵⁷ Eu	(3/2−)
¹⁵⁸ Sm	62	96	157,92999(8)	5,30(3) мин	β ⁻	¹⁵⁸ Eu	0+
¹⁵⁹ Sm	62	97	158,93321(11)	11,37(15) с	β ⁻	¹⁵⁹ Eu	5/2−
¹⁶⁰ Sm	62	98	159,93514(21)#	9,6(3) с	β ⁻	¹⁶⁰ Eu	0+
¹⁶¹ Sm	62	99	160,93883(32)#	4,8(8) с	β ⁻	¹⁶¹ Eu	7/2+#
¹⁶² Sm	62	100	161,94122(54)#	2,4(5) с	β ⁻	¹⁶² Eu	0+
¹⁶³ Sm	62	101	162,94536(75)#	1# с	β ⁻	¹⁶³ Eu	1/2−#
¹⁶⁴ Sm	62	102	163,94828(86)#	500# мс	β ⁻	¹⁶⁴ Eu	0+
¹⁶⁵ Sm	62	103	164,95298(97)#	200# мс	β ⁻	¹⁶⁵ Eu	5/2−#

Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ¹⁴⁴ Nd
Теоретически может претерпевать альфа-распад в ¹⁴⁵ Nd
Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ¹⁵⁴ Gd

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

Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : .
от 4 мая 2018 на Wayback Machine Э. П. Лисаченко. Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Санкт-Петербург
↑ Kinoshita M. et al. A Shorter ¹⁴⁶ Sm Half-Life Measured and Implications for ¹⁴⁶ Sm- ¹⁴² Nd Chronology in the Solar System (англ.) // Science : journal. — 2012. — Vol. 335 , no. 6076 . — P. 1614-1617 . — doi : .
Friedman A. M. et al. Alpha decay half-lives of ¹⁴⁸ Gd, ¹⁵⁰ Gd, and ¹⁴⁶ Sm (англ.) // Radiochimica Acta. — 1966. — Vol. 5 , iss. 4 . — P. 192—194 . — doi : .
Meissner F., Schmidt-Ott W.-D., Ziegeler L. Half-life and α -ray energy of ¹⁴⁶ Sm (англ.) // Zeitschrift für Physik. — 1987. — Vol. A 327 . — P. 171—174 . — doi : . — Bibcode : .
↑ Данные приведены по Audi G. , Kondev F. G. , Wang M. , Huang W. J. , Naimi S. (англ.) // . — 2017. — Vol. 41 , iss. 3 . — P. 030001-1—030001-138 . — doi : . — Bibcode : .
Audi G. , Kondev F. G. , Wang M. , Huang W. J. , Naimi S. (англ.) // . — 2017. — Vol. 41 , iss. 3 . — P. 030001-1—030001-138 . — doi : . — Bibcode : .
Villa I.M. et al. (англ.) // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 2020. — Vol. 285 . — P. 70—77 . — ISSN . — doi : . [ ]
. Дата обращения: 15 октября 2017. 15 октября 2017 года.
. Дата обращения: 15 октября 2017. 15 октября 2017 года.
Данные приведены по Audi G. , Wapstra A. H. , Thibault C. (англ.) // Nuclear Physics A . — 2003. — Vol. 729 . — P. 337—676 . — doi : . — Bibcode : .
↑ Kondev F. G. , Wang M. , Huang W. J. , Naimi S. , Audi G. (англ.) // . — 2021. — Vol. 45 , iss. 3 . — P. 030001-1—030001-180 . — doi : .