Изотопы иридия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Изотопы иридия — разновидности химического элемента иридия, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы иридия с массовыми числами от 164 до 202 (количество протонов 77, нейтронов от 87 до 125), и более 30 ядерных изомеров.

Природный иридий является смесью двух стабильных изотопов:

Самым долгоживущим радиоизотопом является 192Ir с периодом полураспада 73,8 суток, однако ядерный изомер 192m2Ir имеет период полураспада 241 год.

Из искусственных изотопов применение нашел 192Ir как источник гамма излучения[1]. Применяется в основном в технике для неразрушающего контроля сварных швов и целостности конструкций. Также может применяться в высокодозовой брахитерапии для лечения онкологических заболеваний кратковременной экспозицией через катетер[2].

Распад 192Ir происходит по схеме бета-распада с образованием 192Pt. Период полураспада 74 суток, активность 341 ТБк/грамм[3][4]. При этом часть электронов может захватываться 192Ir с образованием 192Os.

Получают облучением 191Ir нейтронами в ядерных реакторах: 191Ir (n,γ) → 192Ir[2]. Для некоторых применений допустимо облучение природного иридия с сопутствующей трансмутацией природного 193Ir в 194Ir. 194Ir относительно быстро распадается в 194Pt.

В России производится линейка гамма-источников на базе 192Ir для промышленных целей[1]. На 2018 год ведутся работы по подготовке производства медицинских микроисточников для брахитерапии[5]. Для синтеза максимально чистого 192Ir организовано разделение природных изотопов иридия с получением чистого 191Ir[6].

Таблица изотопов иридия

[править | править код]
Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[7]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[8]
(T1/2)
Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[8]
Распространённость
изотопа в природе
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
164Ir 77 87 163,99220(44)# 1# мс 2−#
164mIr 270(110)# кэВ 94(27) мкс 9+#
165Ir 77 88 164,98752(23)# 50# нс (<1 мкс) p 164Os 1/2+#
α (редко) 161Re
165mIr 180(50)# кэВ 300(60) мкс p (87%) 164Os 11/2−
α (13%) 161Re
166Ir 77 89 165,98582(22)# 10,5(22) мс α (93%) 162Re (2−)
p (7%) 165Os
166mIr 172(6) кэВ 15,1(9) мс α (98,2%) 162Re (9+)
p (1,8%) 165Os
167Ir 77 90 166,981665(20) 35,2(20) мс α (48%) 163Re 1/2+
p (32%) 166Os
β+ (20%) 167Os
167mIr 175,3(22) кэВ 30,0(6) мс α (80%) 163Re 11/2−
β+ (20%) 167Os
p (0,4%) 166Os
168Ir 77 91 167,97988(16)# 161(21) мс α 164Re (2-)
β+ (редко) 168Os
168mIr 50(100)# кэВ 125(40) мс α 164Re (9+)
169Ir 77 92 168,976295(28) 780(360) мс
[0,64(+46−24) с]
α 165Re (1/2+)
β+ (редко) 169Os
169mIr 154(24) кэВ 308(22) мс α (72%) 165Re (11/2−)
β+ (28%) 169Os
170Ir 77 93 169,97497(11)# 910(150) мс
[0,87(+18−12) с]
β+ (64%) 170Os низкий#
α (36%) 166Re
170mIr 160(50)# кэВ 440(60) мс α (36%) 166Re (8+)
β+ 170Os
ИП 170Ir
171Ir 77 94 170,97163(4) 3,6(10) с
[3,2(+13−7) с]
α (58%) 167Re 1/2+
β+ (42%) 171Os
171mIr 180(30)# кэВ 1,40(10) с (11/2−)
172Ir 77 95 171,970610(30) 4,4(3) с β+ (98%) 172Os (3+)
α (2%) 168Re
172mIr 280(100)# кэВ 2,0(1) с β+ (77%) 172Os (7+)
α (23%) 168Re
173Ir 77 96 172,967502(15) 9,0(8) с β+ (93%) 173Os (3/2+,5/2+)
α (7%) 169Re
173mIr 253(27) кэВ 2,20(5) с β+ (88%) 173Os (11/2−)
α (12%) 169Re
174Ir 77 97 173,966861(30) 7,9(6) с β+ (99,5%) 174Os (3+)
α (0,5%) 170Re
174mIr 193(11) кэВ 4,9(3) с β+ (99,53%) 174Os (7+)
α (0,47%) 170Re
175Ir 77 98 174,964113(21) 9(2) с β+ (99,15%) 175Os (5/2−)
α (0,85%) 171Re
176Ir 77 99 175,963649(22) 8,3(6) с β+ (97,9%) 176Os
α (2,1%) 172Re
177Ir 77 100 176,961302(21) 30(2) с β+ (99,94%) 177Os 5/2−
α (0,06%) 173Re
178Ir 77 101 177,961082(21) 12(2) с β+ 178Os
179Ir 77 102 178,959122(12) 79(1) с β+ 179Os (5/2)−
180Ir 77 103 179,959229(23) 1,5(1) мин β+ 180Os (45)(+#)
181Ir 77 104 180,957625(28) 4,90(15) мин β+ 181Os (5/2)−
182Ir 77 105 181,958076(23) 15(1) мин β+ 182Os (3+)
183Ir 77 106 182,956846(27) 57(4) мин β+ ( 99,95%) 183Os 5/2−
α (0,05%) 179Re
184Ir 77 107 183,95748(3) 3,09(3) ч β+ 184Os 5−
184m1Ir 225,65(11) кэВ 470(30) мкс 3+
184m2Ir 328,40(24) кэВ 350(90) нс (7)+
185Ir 77 108 184,95670(3) 14,4(1) ч β+ 185Os 5/2−
186Ir 77 109 185,957946(18) 16,64(3) ч β+ 186Os 5+
186mIr 0,8(4) кэВ 1,92(5) ч β+ 186Os 2−
ИП (редко) 186Ir
187Ir 77 110 186,957363(7) 10,5(3) ч β+ 187Os 3/2+
187m1Ir 186,15(4) кэВ 30,3(6) мс ИП 187Ir 9/2−
187m2Ir 433,81(9) кэВ 152(12) нс 11/2−
188Ir 77 111 187,958853(8) 41,5(5) ч β+ 188Os 1−
188mIr 970(30) кэВ 4,2(2) мс ИП 188Ir 7+#
β+ (редко) 188Os
189Ir 77 112 188,958719(14) 13,2(1) сут ЭЗ 189Os 3/2+
189m1Ir 372,18(4) кэВ 13,3(3) мс ИП 189Ir 11/2−
189m2Ir 2333,3(4) кэВ 3,7(2) мс (25/2)+
190Ir 77 113 189,9605460(18) 11,78(10) сут β+ 190Os 4−
190m1Ir 26,1(1) кэВ 1,120(3) ч ИП 190Ir (1−)
190m2Ir 36,154(25) кэВ >2 мкс (4)+
190m3Ir 376,4(1) кэВ 3,087(12) ч (11)−
191Ir 77 114 190,9605940(18) стабилен[n 1] 3/2+ 0,373(2)
191m1Ir 171,24(5) кэВ 4,94(3) с ИП 191Ir 11/2−
191m2Ir 2120(40) кэВ 5,5(7) с
192Ir 77 115 191,9626050(18) 73,827(13) сут β (95,24%) 192Pt 4+
ЭЗ (4,76%) 192Os
192m1Ir 56,720(5) кэВ 1,45(5) мин 1−
192m2Ir 168,14(12) кэВ 241(9) год (11−)
193Ir 77 116 192,9629264(18) стабилен[n 2] 3/2+ 0,627(2)
193mIr 80,240(6) кэВ 10,53(4) сут ИП 193Ir 11/2−
194Ir 77 117 193,9650784(18) 19,28(13) ч β 194Pt 1−
194m1Ir 147,078(5) кэВ 31,85(24) мс ИП 194Ir (4+)
194m2Ir 370(70) кэВ 171(11) сут (1011)(−#)
195Ir 77 118 194,9659796(18) 2,5(2) ч β 195Pt 3/2+
195mIr 100(5) кэВ 3,8(2) ч β (95%) 195Pt 11/2−
ИП (5%) 195Ir
196Ir 77 119 195,96840(4) 52(1) с β 196Pt (0−)
196mIr 210(40) кэВ 1,40(2) ч β (99,7%) 196Pt (1011−)
ИП 196Ir
197Ir 77 120 196,969653(22) 5,8(5) мин β 197Pt 3/2+
197mIr 115(5) кэВ 8,9(3) мин β (99,75%) 197Pt 11/2−
ИП (0,25%) 197Ir
198Ir 77 121 197,97228(21)# 8(1) с β 198Pt
199Ir 77 122 198,97380(4) 7(5) с β 199Pt 3/2+#
199mIr 130(40)# кэВ 235(90) нс ИП 199Ir 11/2−#
200Ir 77 123 199,976800(210)# 43(6) с β 200Pt (2-, 3-)
201Ir 77 124 200,978640(210)# 21(5) с β 201Pt (3/2+)
202Ir 77 125 201,981990(320)# 11(3) с β 202Pt (2-)
202mIr 2000(1000)# кэВ 3,4(0,6) мкс ИП 202Ir
  1. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 187Re
  2. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 189Re

Пояснения к таблице

[править | править код]
  • 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

[править | править код]
  1. 1 2 Источники ионизирующего излучения (ИИИ). Дата обращения: 21 декабря 2017. Архивировано 22 декабря 2017 года.
  2. 1 2 Iridium-192 (192Ir). Дата обращения: 21 декабря 2017. Архивировано 11 октября 2017 года.
  3. Delacroix, D; Guerre, J P; Leblanc, P; Hickman, C. Radionuclide and Radiation Protection Data Handbook (англ.). — 2nd. — Ashford, Kent: Nuclear Technology Publishing, 2002. — ISBN 1870965876. Архивировано 22 августа 2019 года.
  4. Unger, L M; Trubey, D K (1982-05). Specific Gamma-Ray Dose Constants for Nuclides Important to Dosimetry and Radiological Assessment (PDF) (Report). Oak Ridge National Laboratory. Архивировано (PDF) 22 марта 2018.
  5. Крупный бизнес признал заслуги Росатома. Дата обращения: 19 июля 2018. Архивировано 19 июля 2018 года.
  6. В АО "ПО «Электрохимический завод» Топливной компании ТВЭЛ запущена новая установка для наработки изотопа иридия 191Ir. Дата обращения: 23 декабря 2017. Архивировано 24 декабря 2017 года.
  7. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030003-1—030003-442. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
  8. 1 2 Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode2017ChPhC..41c0001A.Открытый доступ