Interested Article - Изотопы висмута

nelly
  • 2021-11-20
  • 1

Изотопы висмута — разновидности химического элемента висмута с разным количеством нейтронов в ядре . Известны изотопы висмута с массовыми числами от 184 до 220 (количество протонов 83, нейтронов от 101 до 137) и более 50 ядерных изомеров .

Природный висмут является моноизотопным элементом , состоящим из единственного изотопа 209 Bi. Он нестабилен, но имеет огромный период полураспада , много больше возраста Вселенной , 1,9·10 19 лет. Претерпевает альфа-распад , дочерний изотоп стабильный таллий-205 .

Также в природе встречаются следовые количества других изотопов висмута, входящих в радиоактивные ряды урана и тория . Из них наиболее стабилен 210 Bi (период полураспада 5 суток, входит в цепочку распада урана-238).

Наиболее долгоживущие из искусственных изотопов висмута 210m Bi ( период полураспада 3 млн лет), 208 Bi (период полураспада 368 тыс. лет), 207 Bi (период полураспада 33 года). Прочие изотопы имеют период полураспада менее года.

Применение

212 Bi и 213 Bi являются перспективными изотопами для (англ.) ( . Период полураспада 60 и 45 минут, конечные изотопы 208 Pb и 209 Bi соответственно. Цепочка распада создаёт альфа и бета излучение. Изотоп вводится в состав фармацевтического препарата, который поглощается только поражёнными клетками. Альфа частицы имеют очень небольшую длину свободного пробега в тканях, соизмеримую с размером клетки. Таким образом разрушительное воздействие ионизирующего излучения концентрируется в поражённых тканях, а высокая разрушительная способность альфа-излучения эффективно убивает поражённые клетки.

212 Bi входит в цепочку распада 232 U , искусственного изотопа, получаемого облучением нейтронами в реакторе изотопа природного тория 232 Th . Для медицинских целей создают мобильные генераторы 212 Bi, из которых наработанный висмут вымывается химическим способом.

Таблица изотопов висмута

Символ
нуклида 		Историческое название 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
Энергия возбуждения
184 Bi 83 101 184,00112(14)# 6,6(15) мс 3+#
184m Bi 150(100)# кэВ 13(2) мс 10−#
185 Bi 83 102 184,99763(6)# 2# мс p 184 Pb 9/2−#
α (редко) 181 Tl
185m Bi 70(50)# кэВ 49(7) мкс α 181 Tl 1/2+
p 184 Pb
186 Bi 83 103 185,99660(8) 14,8(7) мс α 182 Tl (3+)
β + (редко) 186 Pb
186m Bi 270(140)# кэВ 9,8(4) мс α 182 Tl (10−)
β + 186 Pb
187 Bi 83 104 186,993158(16) 32(3) мс α (50%) 183 Tl 9/2−#
β + (50%) 187 Pb
187m Bi 101(20) кэВ 320(70) мкс 1/2+#
187n Bi 252(1) кэВ 7(5) мкс (13/2+)
188 Bi 83 105 187,99227(5) 44(3) мс α 184 Tl 3+#
β + (редко) 188 Pb
188m Bi 210(140)# кэВ 220(40) мс α 184 Tl (10−)
β + (редко) 188 Pb
189 Bi 83 106 188,98920(6) 674(11) мс α (51%) 185 Tl (9/2−)
β + (49%) 189 Pb
189m Bi 181(6) кэВ 5,0(1) мс (1/2+)
189n Bi 357(1) кэВ 880(50) нс (13/2+)
190 Bi 83 107 189,9883(2) 6,3(1) с α (77%) 186 Tl (3+)
β + (23%) 190 Pb
190m Bi 420(180) кэВ 6,2(1) с α (70%) 186 Tl (10−)
β + (?) 190 Pb
190n Bi 690(180) кэВ >500(100) нс 7+#
191 Bi 83 108 190,985786(8) 12,3(3) с α (60%) 187 Tl (9/2−)
β + (40%) 191 Pb
191m Bi 240(4) кэВ 124(5) мс α (75%) 187 Tl (1/2+)
β + (25%) 191 Pb
192 Bi 83 109 191,98546(4) 34,6(9) с β + (82%) 192 Pb (3+)
α (18%) 188 Tl
192m Bi 150(30) кэВ 39,6(4) с β + (90,8%) 192 Pb (10−)
α (9,2%) 188 Tl
193 Bi 83 110 192,98296(1) 67(3) с β + (95%) 193 Pb (9/2−)
α (5%) 189 Tl
193m Bi 308(7) кэВ 3,2(6) с α (90%) 189 Tl (1/2+)
β + (10%) 193 Pb
194 Bi 83 111 193,98283(5) 95(3) с β + (99,54%) 194 Pb (3+)
α (0,46%) 190 Tl
194m Bi 110(70) кэВ 125(2) с β + 194 Pb (6+, 7+)
α (редко) 190 Tl
194n Bi 230(90)# кэВ 115(4) с (10−)
195 Bi 83 112 194,980651(6) 183(4) с β + (99,97%) 195 Pb (9/2−)
α (0,03%) 191 Tl
195m Bi 399(6) кэВ 87(1) с β + (67%) 195 Pb (1/2+)
α (33%) 191 Tl
195n Bi 2311,4+X кэВ 750(50) нс (29/2−)
196 Bi 83 113 195,980667(26) 5,1(2) мин β + (99,99%) 196 Pb (3+)
α (0,00115%) 192 Tl
196m Bi 166,6(30) кэВ 0,6(5) с ИП 196 Bi (7+)
β + 196 Pb
196n Bi 270(3) кэВ 4,00(5) мин (10−)
197 Bi 83 114 196,978864(9) 9,33(50) мин β + (99,99%) 197 Pb (9/2−)
α (10 −4 %) 193 Tl
197m Bi 690(110) кэВ 5,04(16) мин α (55%) 193 Tl (1/2+)
β + (45%) 197 Pb
ИП (0,3%) 197 Bi
197n Bi 2129,3(4) кэВ 204(18) нс (23/2−)
197p Bi 2360,4(5)+X кэВ 263(13) нс (29/2−)
197q Bi 2383,1(7)+X кэВ 253(39) нс (29/2−)
197r Bi 2929,5(5) кэВ 209(30) нс (31/2−)
198 Bi 83 115 197,97921(3) 10,3(3) мин β + 198 Pb (2+, 3+)
198m Bi 280(40) кэВ 11,6(3) мин β + 198 Pb (7+)
198n Bi 530(40) кэВ 7,7(5) с 10−
199 Bi 83 116 198,977672(13) 27(1) мин β + 199 Pb 9/2−
199m Bi 667(4) кэВ 24,70(15) мин β + (98%) 199 Pb (1/2+)
ИП (2%) 199 Bi
α (0,01%) 195 Tl
199n Bi 1947(25) кэВ 0,10(3) мкс (25/2+)
199p Bi ~2547,0 кэВ 168(13) нс 29/2−
200 Bi 83 117 199,978132(26) 36,4(5) мин β + 200 Pb 7+
200m Bi 100(70)# кэВ 31(2) мин ЭЗ (90%) 200 Pb (2+)
ИП (10%) 200 Bi
200n Bi 428,20(10) кэВ 400(50) мс (10−)
201 Bi 83 118 200,977009(16) 108(3) мин β + (99,99%) 201 Pb 9/2−
α (10 −4 %) 197 Tl
201m Bi 846,34(21) кэВ 59,1(6) мин ЭЗ (92,9%) 201 Pb 1/2+
ИП (6,8%) 201 Bi
α (0,3%) 197 Tl
201n Bi 1932,2+X кэВ 118(28) нс (25/2+)
201p Bi 1971,2+X кэВ 105(75) нс (27/2+)
201q Bi 2739,90(20)+X кэВ 124(4) нс (29/2−)
202 Bi 83 119 201,977742(22) 1,72(5) ч β + 202 Pb 5(+#)
α (10 −5 %) 198 Tl
202m Bi 615(7) кэВ 3,04(6) мкс (10#)−
202n Bi 2607,1(5) кэВ 310(50) нс (17+)
203 Bi 83 120 202,976876(23) 11,76(5) ч β + 203 Pb 9/2−
α (10 −5 %) 199 Tl
203m Bi 1098,14(7) кэВ 303(5) мс ИП 203 Bi 1/2+
203n Bi 2041,5(6) кэВ 194(30) нс 25/2+
204 Bi 83 121 203,977813(28) 11,22(10) ч β + 204 Pb 6+
204m Bi 805,5(3) кэВ 13,0(1) мс ИП 204 Bi 10−
204n Bi 2833,4(11) кэВ 1,07(3) мс (17+)
205 Bi 83 122 204,977389(8) 15,31(4) сут β + 205 Pb 9/2−
206 Bi 83 123 205,978499(8) 6,243(3) сут β + 206 Pb 6(+)
206m Bi 59,897(17) кэВ 7,7(2) мкс (4+)
206n Bi 1044,8(5) кэВ 890(10) мкс (10−)
207 Bi 83 124 206,9784707(26) 32,9(14) лет β + 207 Pb 9/2−
207m Bi 2101,49(16) кэВ 182(6) мкс 21/2+
208 Bi 83 125 207,9797422(25) 3,68(4)⋅10 5 лет β + 208 Pb (5)+
208m Bi 1571,1(4) кэВ 2,58(4) мс ИП 208 Bi (10)−
209 Bi 83 126 208,9803987(16) 2,01(8)⋅10 19 лет α 205 Tl 9/2− 1,0000
210 Bi Радий E 83 127 209,9841204(16) 5,012(5) сут β − 210 Po 1− следовые количества
α (1,32⋅10 −4 %) 206 Tl
210m Bi 271,31(11) кэВ 3,04(6)⋅10 6 лет α 206 Tl 9−
211 Bi Актиний C 83 128 210,987269(6) 2,14(2) мин α (99,72%) 207 Tl 9/2− следовые количества
β − (0,276%) 211 Po
211m Bi 1257(10) кэВ 1,4(3) мкс (25/2−)
212 Bi Торий C 83 129 211,9912857(21) 60,55(6) мин β − (64,05%) 212 Po 1(−) следовые количества
α (35,94%) 208 Tl
β − , α (0,014%) 208 Pb
212m Bi 250(30) кэВ 25,0(2) мин α (67%) 208 Tl (9−)
β − (33%) 212m Po
β − , α (0,3%) 208 Pb
212n Bi 2200(200)# кэВ 7,0(3) мин >16
213 Bi
83 130 212,994385(5) 45,59(6) мин β − (97,91%) 213 Po 9/2−
α (2,09%) 209 Tl
214 Bi Радий C 83 131 213,998712(12) 19,9(4) мин β − (99,97%) 214 Po 1− следовые количества
α (0,021%) 210 Tl
β − , α (0,003%) 210 Pb
215 Bi 83 132 215,001770(16) 7,6(2) мин β − 215 Po (9/2−) следовые количества
215m Bi 1347,5(25) кэВ 36,9(6) с ИП (76,9%) 215 Bi (25/2−)
β − (23,1%) 215 Po
216 Bi 83 133 216,006306(12) 2,17(5) мин β − 216 Po (6-, 7-)
216m Bi 24(19) кэВ 6,6(21) мин β − 216 Po 3-#
217 Bi 83 134 217,009372(19) 98,5(8) с β − 217 Po 9/2−#
217m Bi 1480(40) кэВ 2,70(6) мкс ИП 217 Bi 25/2−#
218 Bi 83 135 218,014188(29) 33(1) с β − 218 Po (6-, 7-, 8-)
219 Bi 83 136 219,017480(210)# 8,7(29) с β − 219 Po 9/2-#
220 Bi 83 137 220,022350(320)# 9,5(57) с β − 220 Po 1-#
  1. Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы висмута-209: M Bi209 = 208,980 397 2(8) а.е.м.
  2. Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы висмута-210: M Bi210 = 209,984 118 9(8) а.е.м.
  3. ↑ Промежуточный продукт распада урана-238
  4. ↑ Промежуточный продукт распада урана-235
  5. Промежуточный продукт распада тория-232

Пояснения к таблице

  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами 'm', 'n', 'p', 'q', 'r' (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

  1. Pierre de Marcillac, Noël Coron, Gérard Dambier, Jacques Leblanc, and Jean-Pierre Moalic. Experimental detection of α-particles from the radioactive decay of natural bismuth (англ.) // Nature : journal. — 2003. — April ( vol. 422 , no. 6934 ). — P. 876—878 . — doi : . — Bibcode : . — .
  2. . Дата обращения: 20 июля 2018. 20 июля 2018 года.
  3. Imam, S. Advancements in cancer therapy with alpha-emitters: a review (англ.) // International Journal of Radiation Oncology Biology Physics : journal. — 2001. — Vol. 51 . — P. 271 . — doi : .
  4. Данные приведены по Wang M. , Audi G. , Kondev F. G. , Huang W. J. , Naimi S. , Xu X. (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41 , iss. 3 . — P. 030002-1—030002-344 . — doi : .
  5. ↑ Данные приведены по Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : . Открытый доступ
  6. ↑ Kromer K.; et al. (Chunhai Lyu, Menno Door, Pavel Filianin, Zoltán Harman, Jost Herkenhoff, Wenjia Huang, Christoph H. Keitel, Daniel Lange, Yuri N. Novikov, Christoph Schweiger, Sergey Eliseev, Klaus Blaum). "High-precision mass measurement of doubly magic 208 Pb". arXiv : .
Источник —

nelly
  • 2021-11-20
  • 1
  • Tags:

Same as Изотопы висмута

The title for the last searches