Изотопы эрбия

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

Изото́пы эрбия — разновидности химического элемента эрбия с разным количеством нейтронов в ядре. Известны изотопы эрбия с массовыми числами от 142 до 180 (количество протонов в ядре эрбия всегда 68, нейтронов от 74 до 112) и несколько ядерных изомеров.

Природный эрбий состоит из шести стабильных изотопов.

  • 162Er (изотопная распространённость 0,139 %)
  • 164Er (изотопная распространённость 1,601 %)
  • 166Er (изотопная распространённость 33,503 %)
  • 167Er (изотопная распространённость 22,869 %)
  • 168Er (изотопная распространённость 26,978 %)
  • 170Er (изотопная распространённость 14,910 %)

Самым долгоживущим радиоактивным изотопом эрбия является 169Er с периодом полураспада 9,4 суток.

Эрбий-167 нашел применение в качестве резонансного поглотителя нейтронов в ядерном топливе реакторов РБМК[1]. Наличие резонанса поглощения нейтронов в тепловой области позволило улучшить нейтронно-физические характеристики этого типа реакторов после чернобыльской катастрофы путем добавления природного эрбия в состав ядерного топлива.

Таблица изотопов эрбия

[править | править код]
Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[2]
(а, е, м,)
Период
полураспада
[3]
(T1/2)
Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[3]
Распространённость
изотопа в природе
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
142Er 68 74 141,97002(54)# 10# мкс p 141Ho 0+
143Er 68 75 142,96655(43)# 200# мс β+ 143Ho 9/2−#
β+, p 142Dy
144Er 68 76 143,96070(21)# 400# мс [>200 нс] β+ 144Ho 0+
145Er 68 77 144,95787(22)# 900(200) мс β+ 145Ho 1/2+#
β+, p (редко) 144Dy
145mEr 205(4)# кэВ 1,0(3) с β+ 145Ho (11/2-)
ИП (редко) 145Er
β+, p (редко) 144Dy
146Er 68 78 145,952418(7) 1,7(6) с β+ 146Ho 0+
β+, p (редко) 145Dy
147Er 68 79 146,94996(4)# 3,2(1,2) с β+ 147Ho (1/2+)
β+, p (редко) 146Dy
147mEr 100(50)# кэВ 1,6(2) с β+ 147Ho (11/2−)
β+, p (редко) 146Dy
148Er 68 80 147,944735(11)# 4,6(2) с β+ (99,85%) 148Ho 0+
β+, p (0,15%) 147Dy
148mEr 2,9132(4) МэВ 13(3) мкс ИП 148Er (10+)
149Er 68 81 148,94231(3) 4(2) с β+ (92,8%) 149Ho (1/2+)
β+, p (7,2%) 148Dy
149m1Er 741,8(2) кэВ 8,9(2) с β+ (96,5%) 149Ho (11/2−)
ИП (3,5%) 149Er
β+, p (0,18%) 148Dy
149m2Er 2,6111(3) МэВ 0,61(8) мкс ИП 149Er (19/2+)
149m3Er 3,302(7) МэВ 4,8(1) мкс ИП 149Er (27/2−)
150Er 68 82 149,937916(18) 18,5(7) с β+ 150Ho 0+
150mEr 2,7965(5) МэВ 2,55(10) мкс ИП 150Er 10+
151Er 68 83 150,937449(18) 23,5(20) с β+ 151Ho (7/2−)
151m1Er 2,5860(5) МэВ 580(20) мс ИП (95,3%) 151Er (27/2−)
β+ (4,7%) 151Ho
151m2Er 10,2866(10) МэВ 0,42(5) мкс ИП 151Er (65/2-, 61/2+)
152Er 68 84 151,935050(9) 10,3(1) с α (90%) 148Dy 0+
β+ (10%) 152Ho
153Er 68 85 152,935086(10) 37,1(2) с α (53%) 149Dy 7/2(−)
β+ (47%) 153Ho
153m1Er 2,7982(10) МэВ 373(9) нс ИП 153Er (27/2-)
153m2Er 5,2481(10) МэВ 248(32) нс ИП 153Er (41/2-)
154Er 68 86 153,932791(5) 3,73(9) мин β+ (99,53%) 154Ho 0+
α (0,47%) 150Dy
155Er 68 87 154,933216(7) 5,3(3) мин β+ (99,978%) 155Ho 7/2−
α (0,022%) 151Dy
156Er 68 88 155,931066(26) 19,5(10) мин β+ 156Ho 0+
α (1,2⋅10-5%) 152Dy
157Er 68 89 156,931923(28) 18,65(10) мин β+ 157Ho 3/2−
157mEr 155,4(3) кэВ 76(6) мс ИП 157Er (9/2+)
158Er 68 90 157,929893(27) 2,29(6) ч ЭЗ 158Ho 0+
159Er 68 91 158,930691(4) 36(1) мин β+ 159Ho 3/2−
159m1Er 182,602(24) кэВ 337(14) нс ИП 159Er 9/2+
159m2Er 429,05(3) кэВ 590(60) нс ИП 159Er 11/2−
160Er 68 92 159,929077(26) 28,58(9) ч ЭЗ 160Ho 0+
161Er 68 93 160,930004(9) 3,21(3) ч β+ 161Ho 3/2−
161mEr 396,44(4) кэВ 7,5(7) мкс ИП 161Er 11/2−
162Er 68 94 161, 9287873(8) стабилен(>1,4⋅1014 лет)[n 1] 0+ 0,00139(5)
162mEr 2,02601(13) МэВ 88(16) нс ИП 162Er (7-)
163Er 68 95 162,930040(5) 75,0(4) мин β+ 163Ho 5/2−
163mEr 445,5(6) кэВ 580(100) нс ИП 163Er (11/2−)
164Er 68 96 163,9292077(8) стабилен[n 2] 0+ 0,01601(3)
165Er 68 97 164,9307335(10) 10,36(4) ч ЭЗ 165Ho 5/2−
165m1Er 551,3(6) кэВ 250(30)ns ИП 165Er 11/2-
165m2Er 1,8230(6) МэВ 370(40)ns ИП 165Er (19/2)
166Er 68 98 165,9303011(4) стабилен 0+ 0,33503(36)
167Er 68 99 166,9320562(3) стабилен 7/2+ 0,22869(9)
167mEr 207,801(5) кэВ 2,269(6) с ИП 167Er 1/2−
168Er 68 100 167,93237828(28) стабилен 0+ 0,26978(18)
168mEr 1,0940383(16) МэВ 109,0(7) нс ИП 168Er 4-
169Er 68 101 168,9345984(3) 9,392(18) сут β 169Tm 1/2−
169m1Er 92,05(10) кэВ 285(20) нс ИП 169Er (5/2-)
169m2Er 243,69(17) кэВ 200(10) нс ИП 169Er 7/2+
170Er 68 102 169,9354719(15) стабилен(>4,1⋅1017 лет)[n 3] 0+ 0,14910(36)
171Er 68 103 170,93803746(15) 7,516(2) ч β 171Tm 5/2−
171mEr 198,61(9) кэВ| 210(10) нс ИП 171Er 1/2−
172Er 68 104 171, 939363(4) 49,3(5) ч β 172Tm 0+
172mEr 1,5009(3) МэВ 579(62) нс ИП 172Er (6+)
173Er 68 105 172,94240(21)# 1,434(17) мин β 173Tm (7/2−)
174Er 68 106 173,94423(32)# 3,2(2) мин β 174Tm 0+
174mEr 1,1115(7) МэВ 3,9(3) с ИП 174Er 8-
175Er 68 107 174,94777(43)# 1,2(3) мин β 175Tm 9/2+#
176Er 68 108 175,94994(43)# 12# с (>300 нс) β 176Tm 0+
177Er 68 109 176,95399(54)# 8# с (>300 нс) β 177Tm 1/2−#
178Er 68 110 177,95678(64)# 4# с (>300 нс) β 178Tm 0+
179Er 68 111 178,96127(54)# 3# с (>550 нс) β 179Tm 3/2−#
β, n 178Tm
180Er 68 112 179,96438(54)# 2# с (>550 нс) β 180Tm 0+
β, n 179Tm
  1. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 158Dy или двойной электронный захват в 162Dy
  2. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 160Dy или двойной электронный захват в 164Dy
  3. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 166Dy или двойной бета-распад в 170Yb

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.
  • 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. Безопасность атомных станций с реакторами ВВЭР, РБМК, ЭГП и БН. Дата обращения: 30 апреля 2020. Архивировано 17 февраля 2020 года.
  2. Данные приведены по Huang W. J., Meng Wang, Kondev F. G., Audi G., Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data, and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 43, iss. 3. — P. 030002-1—030002-342. — doi:10.1088/1674-1137/abddb0.
  3. 1 2 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.Открытый доступ