Isótopos de protactínio - Isotopes of protactinium
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Peso atômico padrão A r, padrão (Pa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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O protactínio ( 91 Pa) não tem isótopos estáveis . Os três isótopos naturais permitem que um peso atômico padrão seja dado.
Foram caracterizados 30 radioisótopos de protactínio, sendo o mais estável 231 Pa com meia-vida de 32.760 anos, 233 Pa com meia-vida de 26.967 dias e 230 Pa com meia-vida de 17,4 dias. Todos os isótopos radioativos restantes têm meia-vida inferior a 1,6 dias, e a maioria deles tem meia-vida inferior a 1,8 segundos. Este elemento também tem cinco estados meta , 217m Pa (t 1/2 1,15 milissegundos), 220m1 Pa (t 1/2 = 308 nanossegundos), 220m2 Pa (t 1/2 = 69 nanossegundos), 229m Pa (t 1/2 = 420 nanossegundos) e 234m Pa (t 1/2 = 1,17 minutos).
Os isótopos que ocorrem naturalmente são única 231 Pa, que ocorre como um produto intermediário de decaimento de 235 L , 234 Pa e 234m Pa, ambos os quais ocorrem como produtos de decomposição intermédios de 238 L . O 231 Pa constitui quase todo o protactínio natural.
O modo de decaimento primário para isótopos de Pa mais leves (e incluindo) o isótopo 231 Pa mais estável é o decaimento alfa , exceto para 228 Pa a 230 Pa, que decaem principalmente por captura de elétrons para isótopos de tório . O modo primário para os isótopos mais pesados é o decaimento beta menos (β - ) . Os produtos de decaimento primários de 231 Pa e os isótopos de protactínio mais leves e incluindo 227 Pa são isótopos de actínio e os produtos de decaimento primários para os isótopos mais pesados de protactínio são os isótopos de urânio .
Lista de isótopos
Nuclídeo |
Nome histórico |
Z | N |
Massa isotópica ( Da ) |
Meia vida |
Modo de decaimento |
Isótopo filha |
Giro e paridade |
Abundância natural (fração molar) | |
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Energia de excitação | Proporção normal | Faixa de variação | ||||||||
211 Pa | 91 | 120 | 3,8 (+ 4,6-1,4) ms | α | 207 Ac | 9/2− # | ||||
212 Pa | 91 | 121 | 212.02320 (8) | 8 (5) ms [5,1 (+ 61−19) ms] |
α | 208 Ac | 7 + # | |||
213 Pa | 91 | 122 | 213,02111 (8) | 7 (3) ms [5,3 (+ 40-16) ms] |
α | 209 Ac | 9/2− # | |||
214 Pa | 91 | 123 | 214,02092 (8) | 17 (3) ms | α | 210 Ac | ||||
215 Pa | 91 | 124 | 215,01919 (9) | 14 (2) ms | α | 211 Ac | 9/2− # | |||
216 Pa | 91 | 125 | 216,01911 (8) | 105 (12) ms | α (80%) | 212 Ac | ||||
β + (20%) | 216 th | |||||||||
217 Pa | 91 | 126 | 217,01832 (6) | 3,48 (9) ms | α | 213 Ac | 9/2− # | |||
217m Pa | 1860 (7) keV | 1,08 (3) ms | α | 213 Ac | 29/2 + # | |||||
IT (raro) | 217 Pa | |||||||||
218 Pa | 91 | 127 | 218,020042 (26) | 0,113 (1) ms | α | 214 Ac | ||||
219 Pa | 91 | 128 | 219,01988 (6) | 53 (10) ns | α | 215 Ac | 9/2− | |||
β + (5 × 10 −9 %) | 219 th | |||||||||
220 Pa | 91 | 129 | 220,02188 (6) | 780 (160) ns | α | 216 Ac | 1− # | |||
220m1 Pa | 34 (26) keV | 308 (+ 250-99) ns | α | 216 Ac | ||||||
220m2 Pa | 297 (65) keV | 69 (+ 330-30) ns | α | 216 Ac | ||||||
221 Pa | 91 | 130 | 221,02188 (6) | 4,9 (8) μs | α | 217 Ac | 9/2− | |||
222 Pa | 91 | 131 | 222.02374 (8) # | 3,2 (3) ms | α | 218 Ac | ||||
223 Pa | 91 | 132 | 223,02396 (8) | 5,1 (6) ms | α | 219 Ac | ||||
β + (0,001%) | 223 th | |||||||||
224 Pa | 91 | 133 | 224,025626 (17) | 844 (19) ms | α (99,9%) | 220 Ac | 5− # | |||
β + (0,1%) | 224 th | |||||||||
225 Pa | 91 | 134 | 225.02613 (8) | 1,7 (2) s | α | 221 Ac | 5 / 2− # | |||
226 Pa | 91 | 135 | 226,027948 (12) | 1,8 (2) min | α (74%) | 222 Ac | ||||
β + (26%) | 226 th | |||||||||
227 Pa | 91 | 136 | 227.028805 (8) | 38,3 (3) min | α (85%) | 223 Ac | (5/2 -) | |||
CE (15%) | 227 th | |||||||||
228 Pa | 91 | 137 | 228,031051 (5) | 22 (1) h | β + (98,15%) | 228 th | 3+ | |||
α (1,85%) | 224 Ac | |||||||||
229 Pa | 91 | 138 | 229,0320968 (30) | 1,50 (5) d | EC (99,52%) | 229 th | (5/2 +) | |||
α (0,48%) | 225 Ac | |||||||||
229m Pa | 11,6 (3) keV | 420 (30) ns | 3/2− | |||||||
230 Pa | 91 | 139 | 230,034541 (4) | 17,4 (5) d | β + (91,6%) | 230 th | (2−) | |||
β - (8,4%) | 230 U | |||||||||
α (0,00319%) | 226 Ac | |||||||||
231 Pa | Protoactinium | 91 | 140 | 231,0358840 (24) | 3,276 (11) × 10 4 y | α | 227 Ac | 3/2− | 1,0000 | |
CD (1,34 × 10 −9 %) |
207 Tl 24 Ne |
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SF (3 × 10 −10 %) | (vários) | |||||||||
CD ( 10-12 %) |
208 Pb 23 F |
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232 Pa | 91 | 141 | 232,038592 (8) | 1,31 (2) d | β - | 232 U | (2−) | |||
EC (0,003%) | 232 th | |||||||||
233 Pa | 91 | 142 | 233.0402473 (23) | 26,975 (13) d | β - | 233 U | 3/2− | Vestígio | ||
234 Pa | Uranium Z | 91 | 143 | 234,043308 (5) | 6,70 (5) h | β - | 234 U | 4+ | Vestígio | |
SF (3 × 10 −10 %) | (vários) | |||||||||
234m Pa | Urânio X 2 Brevium |
78 (3) keV | 1,17 (3) min | β - (99,83%) | 234 U | (0−) | Vestígio | |||
TI (0,16%) | 234 Pa | |||||||||
SF (10 −10 %) | (vários) | |||||||||
235 Pa | 91 | 144 | 235,04544 (5) | 24,44 (11) min | β - | 235 U | (3 / 2−) | |||
236 Pa | 91 | 145 | 236,04868 (21) | 9,1 (1) min | β - | 236 U | 1 (-) | |||
β - , SF (6 × 10 −8 %) | (vários) | |||||||||
237 Pa | 91 | 146 | 237,05115 (11) | 8,7 (2) min | β - | 237 U | (1/2 +) | |||
238 Pa | 91 | 147 | 238,05450 (6) | 2,27 (9) min | β - | 238 U | (3 -) # | |||
β - , SF (2,6 × 10 −6 %) | (vários) | |||||||||
239 Pa | 91 | 148 | 239,05726 (21) # | 1,8 (5) h | β - | 239 U | (3/2) (- #) | |||
240 Pa | 91 | 149 | 240.06098 (32) # | 2 minutos | β - | 240 U |
- ^ m Pa - isômero nuclear Excited .
- ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
- ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da Superfície de Massa (TMS).
- ^ a b # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
-
^
Modos de decadência:
CD: Deterioração do cluster CE: Captura de elétrons ISTO: Transição isomérica SF: Fissão espontânea - ^ Símbolo em negrito e itálico como filha - o produto filha está quase estável.
- ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
- ^ Produto de decaimento intermediário de 235 U
- ^ Produto de decaimento intermediário de 237 Np
- ^ a b Produto de decaimento intermediário de 238 U
Actinídeos e produtos de fissão
Actinídeos e produtos de fissão pela meia-vida
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Actinídeos por cadeia de decaimento |
Faixa de meia-vida ( a ) |
Produtos de fissão de 235 U por rendimento | ||||||
4 n | 4 n +1 | 4 n +2 | 4 n +3 | |||||
4,5-7% | 0,04-1,25% | <0,001% | ||||||
228 Ra № | 4-6 a | † | 155 Eu þ | |||||
244 Cm ƒ | 241 Pu ƒ | 250 Cf | 227 Ac № | 10-29 a | 90 Sr | 85 Kr | 113m Cd þ | |
232 U ƒ | 238 Pu ƒ | 243 Cm ƒ | 29-97 a | 137 Cs | 151 Sm þ | 121m Sn | ||
248 Bk | 249 Cf ƒ | 242m Am ƒ | 141-351 a |
Nenhum produto de fissão |
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241 Am ƒ | 251 Cf ƒ | 430-900 a | ||||||
226 Ra № | 247 Bk | 1,3-1,6 ka | ||||||
240 Pu | 229 th | 246 Cm ƒ | 243 am ƒ | 4,7-7,4 ka | ||||
245 Cm ƒ | 250 cm | 8,3-8,5 ka | ||||||
239 Pu ƒ | 24,1 ka | |||||||
230 Th № | 231 Pa № | 32-76 ka | ||||||
236 Np ƒ | 233 U ƒ | 234 U № | 150–250 ka | ‡ | 99 Tc ₡ | 126 Sn | ||
248 cm | 242 Pu | 327-375 ka | 79 Se ₡ | |||||
1,53 Ma | 93 Zr | |||||||
237 Np ƒ | 2,1-6,5 Ma | 135 Cs ₡ | 107 Pd | |||||
236 U | 247 Cm ƒ | 15–24 Ma | 129 I ₡ | |||||
244 Pu | 80 ma |
... nem além de 15,7 Ma |
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232 Th № | 238 U № | 235 U ƒ№ | 0,7-14,1 Ga | |||||
Legenda para os símbolos de sobrescrito |
Protactinium-230
Protactinium-230 tem 139 nêutrons e meia-vida de 17,4 dias. A maior parte do tempo (92%), que é submetido a beta mais decaimento para 230 Th , com uma menor (8%) de beta-menos ramo de decaimento levando a 230 U . Ele também tem um modo de decaimento alfa muito raro (0,003%) levando a 226 Ac . Não é encontrado na natureza porque sua meia-vida é curta e não é encontrado nas cadeias de decaimento de 235 U, 238 U ou 232 Th. Tem uma massa de 230,034541 u.
Protactinium-230 é interessante como um progenitor do urânio-230, um isótopo que tem sido considerado para uso na terapia de partículas alfa direcionadas (TAT). Pode ser produzido através da irradiação de prótons ou deuteron do tório nautral.
Protactinium-231
Transmutações no ciclo de combustível de tório
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237 Np | ||||||||||||||
↑ | ||||||||||||||
231 U | ← | 232 U | ↔ | 233 U | ↔ | 234 U | ↔ | 235 U | ↔ | 236 U | → | 237 U | ||
↓ | ↑ | ↑ | ↑ | |||||||||||
231 Pa | → | 232 Pa | ← | 233 Pa | → | 234 Pa | ||||||||
↑ | ↑ | |||||||||||||
230 th | → | 231 th | ← | 232 th | → | 233 th | ||||||||
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O protactínio-231 é o isótopo de protactínio de vida mais longa, com meia-vida de 32.760 anos. Na natureza, é encontrado em vestígios como parte da série actínio , que começa com o isótopo primordial urânio-235 ; a concentração de equilíbrio no minério de urânio é 46,55 231 Pa por milhão 235 U. Em reatores nucleares , é um dos poucos actinídeos radioativos de longa duração produzidos como subproduto do ciclo de combustível de tório projetado , como resultado de (n, 2n) reações em que um nêutron rápido remove um nêutron de 232 Th ou 232 U , e também pode ser destruído por captura de nêutrons, embora a seção transversal para esta reação também seja baixa.
energia de ligação: 1759860 keV
energia de decaimento beta: -382 keV
spin: 3 / 2−
modo de decaimento: alfa a 227 Ac, também outros
possíveis nuclídeos parentais: beta de 231 Th, EC de 231 U, alfa de 235 Np.
Protactinium-233
O protactínio-233 também faz parte do ciclo do combustível de tório. É um produto de decaimento beta intermediário entre o tório-233 (produzido a partir do tório-232 natural por captura de nêutrons) e o urânio-233 (o combustível físsil do ciclo do tório). Alguns projetos de reatores de ciclo de tório tentam proteger o Pa-233 de captura adicional de nêutrons, produzindo Pa-234 e U-234, que não são úteis como combustível.
Protactinium-234
O Protactinium-234 é um membro da série do urânio com meia-vida de 6,70 horas. Foi descoberto por Otto Hahn em 1921.
Protactinium-234m
O protactínio-234m é um membro da série do urânio com meia-vida de 1,17 minutos. Foi descoberto em 1913 por Kazimierz Fajans e Oswald Helmuth Göhring , que o nomeou brevium devido à sua meia-vida curta. Cerca de 99,8% dos decaimentos de 234 Th produzem este isômero em vez do estado fundamental (t 1/2 = 6,70 horas).
Referências
- ^ Meija, Juris; et al. (2016). "Pesos atômicos dos elementos 2013 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 88 (3): 265–91. doi : 10.1515 / pac-2015-0305 .
- ^ Auranen, K (3 de setembro de 2020). "Explorando os limites da paisagem nuclear: propriedades de decaimento α de 211Pa" . Physical Review C . 102 (034305). doi : 10.1103 / PhysRevC.102.034305 . Retirado em 17 de setembro de 2020 .
- ^ a b Huang, TH; et al. (2018). "Identificação do novo isótopo 224 Np" (pdf) . Physical Review C . 98 (4): 044302. bibcode : 2018PhRvC..98d4302H . doi : 10.1103 / PhysRevC.98.044302 .
- ^ Mais rádio (elemento 88). Embora na verdade um subactinídeo, ele precede imediatamente o actínio (89) e segue uma lacuna de três elementos de instabilidade após o polônio (84), onde nenhum nuclídeo tem meia-vida de pelo menos quatro anos (o nuclídeo de vida mais longa na lacuna é radônio-222 com meia-vida inferior a quatro dias ). O isótopo de vida mais longa do rádio, 1.600 anos, merece, portanto, a inclusão do elemento aqui.
- ^ Especificamente da fissão de nêutrons térmicos do U-235, por exemplo, em um reator nuclear típico .
-
^ Milsted, J .; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "A meia-vida alfa do berquélio-247; um novo isômero de longa duração do berquélio-248". Física Nuclear . 71 (2): 299. bibcode : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016 / 0029-5582 (65) 90719-4 .
"As análises isotópicas revelaram uma espécie de massa 248 em abundância constante em três amostras analisadas ao longo de um período de cerca de 10 meses. Isso foi atribuído a um isômero de Bk 248 com meia-vida superior a 9 [anos]. Nenhum crescimento de Cf 248 foi detectado, e um limite inferior para β - meia-vida pode ser definido em cerca de 10 4 [anos]. Nenhuma atividade alfa atribuível ao novo isômero foi detectada; a meia-vida alfa é provavelmente maior que 300 [anos ]. " - ^ Este é o nuclídeo mais pesado com meia-vida de pelo menos quatro anos antes do " Mar da Instabilidade ".
- ^ Excluindo aqueles nuclídeos " classicamente estáveis " com meias-vidas significativamente superiores a 232 Th; por exemplo, enquanto o 113m Cd tem meia-vida de apenas quatorze anos, a do 113 Cd é quase oito quatrilhões de anos.
- ^ Audi, G .; Kondev, FG; Wang, M .; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "A avaliação NUBASE2016 das propriedades nucleares" (PDF) . Chinese Física C . 41 (3): 030001. bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
- ^ Mastren, T .; Stein, BW; Parker, TG; Radchenko, V .; Copping, R .; Owens, A .; Wyant, LE; Brugh, M .; Kozimor, SA; Noriter, FM; Birnbaum, ER; John, KD; Fassbender, ME (2018). "Separação de protactínio empregando resinas cromatográficas de extração à base de enxofre" . Química Analítica . 90 (11): 7012–7017. doi : 10.1021 / acs.analchem.8b01380 . ISSN 0003-2700 . PMID 29757620 .
- ^ Fry, C. e M. Thoennessen. "Descoberta dos isótopos de actínio, tório, protactínio e urânio." 14 de janeiro de 2012. Acessado em 20 de maio de 2018. https://people.nscl.msu.edu/~thoennes/2009/ac-th-pa-u-adndt.pdf .
- ^ a b http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/Protactinium.pdf
- Massas de isótopos de:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001 CS1 maint: parâmetro desencorajado ( link )
- Composições isotópicas e massas atômicas padrão de:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atômicos dos elementos. Revisão 2000 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atômicos dos elementos 2005 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Resumo da postura .
- Dados de meia-vida, spin e isômero selecionados das seguintes fontes.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001 CS1 maint: parâmetro desencorajado ( link )
- Centro Nacional de Dados Nucleares . "Banco de dados NuDat 2.x" . Laboratório Nacional de Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). “11. Tabela dos Isótopos”. Em Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85ª ed.). Boca Raton, Flórida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .