Isobares estáveis ​​com decaimento beta - Beta-decay stable isobars

Isóbaras estáveis ​​com decaimento beta são o conjunto de nuclídeos que não podem sofrer decaimento beta , ou seja, a transformação de um nêutron em um próton ou de um próton em um nêutron dentro do núcleo . Um subconjunto desses nuclídeos também são estáveis ​​com relação ao decaimento beta duplo ou decaimento beta simultâneo teoricamente mais alto, pois eles têm a energia mais baixa de todos os nuclídeos com o mesmo número de massa .

Esse conjunto de nuclídeos também é conhecido como linha de estabilidade beta , um termo já em uso comum em 1965. Essa linha fica ao longo do fundo do vale de estabilidade nuclear .

Introdução

A linha de estabilidade beta pode ser definida matematicamente ao encontrar o nuclídeo com a maior energia de ligação para um determinado número de massa, por um modelo como a fórmula de massa semi-empírica clássica desenvolvida por CF Weizsäcker . Esses nuclídeos são máximos locais em termos de energia de ligação para um determinado número de massa.

Todos os números de massa ímpares têm apenas um nuclídeo estável de decaimento beta.

Entre o número de massa par, seis (124, 130, 136, 148, 150, 154) têm três nuclídeos beta-estáveis. Nenhum tem mais de três; todos os outros têm um ou dois.

• De 2 a 34 , todos têm apenas um.
• De 36 a 72, apenas oito (36, 40, 46, 50, 54, 58, 64, 70) têm dois e os 12 restantes têm um.
• De 74 a 122, três (88, 90, 118) têm um e os 23 restantes têm dois.
• De 124 a 154, apenas um (140) tem um, seis têm três e os 9 restantes têm dois.
• De 156 a 262, apenas dezoito têm um, e os 36 restantes têm dois, embora também possam existir alguns não descobertos.

Todos os nuclídeos primordiais são estáveis ​​ao decaimento beta, com exceção de ⁴⁰ K, ⁵⁰ V, ⁸⁷ Rb, ¹¹³ Cd, ¹¹⁵ In, ¹³⁸ La, ¹⁷⁶ Lu e ¹⁸⁷ Re. Além disso, ¹²³ Te e ^180m Ta não decaíram, mas acredita-se que sofram decaimento beta com uma meia-vida extremamente longa (mais de ^10-15 anos). ²⁴⁷ Cm não primordiais devem sofrer decaimento beta para ²⁴⁷ Bk (mas também nunca foi observado que isso acontecia). Finalmente, ⁴⁸ Ca e ⁹⁶ Zr não sofreram decaimento beta (o que é teoricamente possível para ambos), mas o decaimento beta duplo é conhecido por ambos. Todos os elementos até e incluindo nobélio , exceto tecnécio e promécio , são conhecidos por terem pelo menos um isótopo beta-estável.

Lista de isóbaras conhecidas estáveis ​​com decaimento beta

350 nuclídeos estáveis ​​com decaimento beta são atualmente conhecidos. O decaimento beta duplo previsto teoricamente ou observado experimentalmente é mostrado por setas, ou seja, as setas apontam para a isobárea de massa mais leve. (Isso às vezes é dominado por decadência alfa ou fissão espontânea , especialmente para os elementos pesados.)

Nenhum nuclídeo estável de decaimento beta tem próton número 43 ou 61 e nenhum nuclídeo estável de decaimento beta tem nêutron número 19, 21, 35, 39, 45, 61, 71, 89, 115, 123 ou 147.

Um gráfico de nuclídeos conhecidos e previstos até Z = 149, N = 256. Preto denota a linha de estabilidade beta prevista, que está de acordo com os dados experimentais. As ilhas de estabilidade estão previstas para centrar perto de ²⁹⁴ Ds e ³⁵⁴ 126, além do que o modelo parece se desviar de várias regras da fórmula semi-empírica de massa.

Todos os nuclídeos estáveis ​​com decaimento beta com A ≥ 209 foram observados decadência por decaimento alfa, exceto alguns onde a fissão espontânea domina. Com exceção de ²⁶² Não, nenhum nuclídeo com A ≥ 260 foi definitivamente identificado como beta-estável, embora ²⁶⁰ Fm e ²⁶² Não não estejam confirmados.

Espera-se que os padrões gerais de estabilidade beta continuem na região dos elementos superpesados , embora a localização exata do centro do vale de estabilidade seja dependente do modelo. É amplamente acreditado que existe uma ilha de estabilidade ao longo da linha de estabilidade beta para isótopos de elementos em torno de copernicium que são estabilizados por fechamentos de conchas na região; tais isótopos decaem principalmente por decaimento alfa ou fissão espontânea. Além da ilha de estabilidade, vários modelos que predizem corretamente os isótopos beta-estáveis ​​conhecidos prevêem anomalias na linha de estabilidade beta que não são observadas em quaisquer nuclídeos conhecidos, como a existência de dois nuclídeos beta-estáveis ​​com o mesmo número de massa ímpar. Isso é uma consequência do fato de que uma fórmula semi-empírica de massa deve considerar a correção de casca e a deformação nuclear, que se tornam muito mais pronunciadas para nuclídeos pesados.

Decaimento beta em direção à massa mínima

O decaimento beta geralmente faz com que os isótopos decaiam em direção ao isobar com a massa mais baixa (que é freqüentemente, mas nem sempre, aquele com a energia de ligação mais alta) com o mesmo número de massa, aqueles que não estão em itálico na tabela acima. Assim, aqueles com menor número atômico e maior número de nêutrons do que o isobar de massa mínima sofrem decaimento beta-menos , enquanto aqueles com maior número atômico e menor número de nêutrons sofrem decaimento beta-mais ou captura de elétrons . No entanto, existem quatro nuclídeos que são exceções, em que a maioria de seus decaimentos são na direção oposta:

Notas

Referências

links externos

• Decay-Chains https://www-nds.iaea.org/relnsd/NdsEnsdf/masschain.html
• (Russo) Nuclídeos estáveis ​​com decaimento beta até Z = 118