Isótopos de zircônio - Isotopes of zirconium
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Peso atômico padrão A r, padrão (Zr) | 91,224 (2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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O zircônio de ocorrência natural ( 40 Zr) é composto por quatro isótopos estáveis (dos quais um pode no futuro ser considerado radioativo) e um radioisótopo de vida longa ( 96 Zr), um nuclídeo primordial que decai por meio de decaimento beta duplo com um meia-vida de 2,0 × 10 19 anos; ele também pode sofrer decaimento beta único , o que ainda não foi observado, mas o valor teoricamente previsto de t 1/2 é 2,4 × 10 20 anos. O segundo radioisótopo mais estável é 93 Zr , que tem meia-vida de 1,53 milhão de anos. Foram observados trinta outros radioisótopos. Todos têm meia-vida inferior a um dia, exceto 95 Zr (64,02 dias), 88 Zr (83,4 dias) e 89 Zr (78,41 horas). O modo de decaimento primário é a captura de elétrons para isótopos mais leves do que 92 Zr, e o modo primário para isótopos mais pesados é o decaimento beta.
Lista de isótopos
Nuclídeo |
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 | |||||||||||||||||
78 Zr | 40 | 38 | 77,95523 (54) # | 50 # ms [> 170 ns] |
0+ | ||||||||||||||
79 Zr | 40 | 39 | 78,94916 (43) # | 56 (30) ms | β + , p | 78 Sr | 5/2 + # | ||||||||||||
β + | 79 Y | ||||||||||||||||||
80 Zr | 40 | 40 | 79,9404 (16) | 4,6 (6) s | β + | 80 Y | 0+ | ||||||||||||
81 Zr | 40 | 41 | 80,93721 (18) | 5,5 (4) s | β + (> 99,9%) | 81 Y | (3/2 -) # | ||||||||||||
β + , p (<0,1%) | 80 Sr | ||||||||||||||||||
82 Zr | 40 | 42 | 81,93109 (24) # | 32 (5) s | β + | 82 Y | 0+ | ||||||||||||
83 Zr | 40 | 43 | 82,92865 (10) | 41,6 (24) s | β + (> 99,9%) | 83 Y | (1/2 -) # | ||||||||||||
β + , p (<0,1%) | 82 Sr | ||||||||||||||||||
84 Zr | 40 | 44 | 83,92325 (21) # | 25,9 (7) min | β + | 84 Y | 0+ | ||||||||||||
85 Zr | 40 | 45 | 84,92147 (11) | 7,86 (4) min | β + | 85 Y | 7/2 + | ||||||||||||
85m Zr | 292,2 (3) keV | 10,9 (3) s | TI (92%) | 85 Zr | (1 / 2−) | ||||||||||||||
β + (8%) | 85 Y | ||||||||||||||||||
86 Zr | 40 | 46 | 85,91647 (3) | 16,5 (1) h | β + | 86 Y | 0+ | ||||||||||||
87 Zr | 40 | 47 | 86,914816 (9) | 1,68 (1) h | β + | 87 Y | (9/2) + | ||||||||||||
87m Zr | 335,84 (19) keV | 14,0 (2) s | ISTO | 87 Zr | (1/2) - | ||||||||||||||
88 Zr | 40 | 48 | 87,910227 (11) | 83,4 (3) d | CE | 88 Y | 0+ | ||||||||||||
89 Zr | 40 | 49 | 88,908890 (4) | 78,41 (12) h | β + | 89 Y | 9/2 + | ||||||||||||
89m Zr | 587,82 (10) keV | 4,161 (17) min | TI (93,77%) | 89 Zr | 1/2− | ||||||||||||||
β + (6,23%) | 89 Y | ||||||||||||||||||
90 Zr | 40 | 50 | 89,9047044 (25) | Estábulo | 0+ | 0,5145 (40) | |||||||||||||
90m1 Zr | 2319.000 (10) keV | 809,2 (20) ms | ISTO | 90 Zr | 5- | ||||||||||||||
90m2 Zr | 3589,419 (16) keV | 131 (4) ns | 8+ | ||||||||||||||||
91 Zr | 40 | 51 | 90,9056458 (25) | Estábulo | 5/2 + | 0,1122 (5) | |||||||||||||
91m Zr | 3167,3 (4) keV | 4,35 (14) μs | (21/2 +) | ||||||||||||||||
92 Zr | 40 | 52 | 91,9050408 (25) | Estábulo | 0+ | 0,1715 (8) | |||||||||||||
93 Zr | 40 | 53 | 92,9064760 (25) | 1,53 (10) × 10 6 y | β - (73%) | 93m Nb | 5/2 + | ||||||||||||
β - (27%) | 93 Nb | ||||||||||||||||||
94 Zr | 40 | 54 | 93,9063152 (26) | Observacionalmente estável | 0+ | 0,1738 (28) | |||||||||||||
95 Zr | 40 | 55 | 94,9080426 (26) | 64,032 (6) d | β - | 95 Nb | 5/2 + | ||||||||||||
96 Zr | 40 | 56 | 95,9082734 (30) | 20 (4) × 10 18 y | β - β - | 96 Mo | 0+ | 0,0280 (9) | |||||||||||
97 Zr | 40 | 57 | 96,9109531 (30) | 16,744 (11) h | β - | 97m Nb | 1/2 + | ||||||||||||
98 Zr | 40 | 58 | 97,912735 (21) | 30,7 (4) s | β - | 98 Nb | 0+ | ||||||||||||
99 Zr | 40 | 59 | 98,916512 (22) | 2,1 (1) s | β - | 99m Nb | 1/2 + | ||||||||||||
100 Zr | 40 | 60 | 99,91776 (4) | 7,1 (4) s | β - | 100 Nb | 0+ | ||||||||||||
101 Zr | 40 | 61 | 100,92114 (3) | 2,3 (1) s | β - | 101 Nb | 3/2 + | ||||||||||||
102 Zr | 40 | 62 | 101,92298 (5) | 2,9 (2) s | β - | 102 Nb | 0+ | ||||||||||||
103 Zr | 40 | 63 | 102,92660 (12) | 1,3 (1) s | β - | 103 Nb | (5/2 -) | ||||||||||||
104 Zr | 40 | 64 | 103,92878 (43) # | 1,2 (3) s | β - | 104 Nb | 0+ | ||||||||||||
105 Zr | 40 | 65 | 104,93305 (43) # | 0,6 (1) s | β - (> 99,9%) | 105 Nb | |||||||||||||
β - , n (<0,1%) | 104 Nb | ||||||||||||||||||
106 Zr | 40 | 66 | 105,93591 (54) # | 200 # ms [> 300 ns] |
β - | 106 Nb | 0+ | ||||||||||||
107 Zr | 40 | 67 | 106,94075 (32) # | 150 # ms [> 300 ns] |
β - | 107 Nb | |||||||||||||
108 Zr | 40 | 68 | 107,94396 (64) # | 80 # ms [> 300 ns] |
β - | 108 Nb | 0+ | ||||||||||||
109 Zr | 40 | 69 | 108,94924 (54) # | 60 # ms [> 300 ns] |
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110 Zr | 40 | 70 | 109,95287 (86) # | 30 # ms [> 300 ns] |
0+ | ||||||||||||||
111 Zr | 40 | 71 | |||||||||||||||||
112 Zr | 40 | 72 | 0+ | ||||||||||||||||
113 Zr | 40 | 73 | |||||||||||||||||
114 Zr | 40 | 74 | 0+ | ||||||||||||||||
Este cabeçalho e rodapé da tabela: |
- ^ m Zr - Isômero nuclear excitado.
- ^ () - 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).
- ^ Meia-vida em negrito - quase estável, meia-vida mais longa do que a idade do universo .
- ^ a b # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
- ^ Símbolo em negrito como filha - o produto filha é estável.
- ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
- ^ O segundo absorvedor de nêutrons mais poderoso conhecido
- ^ a b c d e f Produto de fissão
- ^ Produto de fissão de longa duração
- ^ Acredita-se que decaia por β - β - a 94 Mo com meia-vida acima de 1,1 × 10 17 anos
- ^ Primordial radionuclídeo
- ^ Teorizado para também sofrer β - decadência para 96 Nb com meia-vida parcial superior a 2,4 × 10 19 y
Zircônio-88
88 Zr é um radioisótopo de zircônio com meia-vida de 83,4 dias. Em janeiro de 2019, descobriu-se que este isótopo tinha uma seção transversal de captura de nêutrons de aproximadamente 861.000 celeiros; isto é várias ordens de magnitude maior do que o previsto e maior do que qualquer outro nuclídeo, exceto o xenônio-135 .
Zircônio-89
89 Zr é um radioisótopo de zircônio com meia-vida de 78,41 horas. É produzido por irradiação de prótons de ítrio-89 natural. Seu fóton gama mais proeminente tem uma energia de 909 keV.
Zircônio-89 é empregado em aplicações diagnósticas especializadas usando imagens de tomografia por emissão de pósitrons , por exemplo, com anticorpos marcados com zircônio-89 (imuno-PET). Para uma tabela de decadência, consulte Maria Vosjan. "Zircônio-89 ( 89 Zr)" . Cyclotron.nl.
Zircônio-93
Térmico | Rápido | 14 MeV | |
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232 th | não físsil | 6,70 ± 0,40 | 5,58 ± 0,16 |
233 U | 6,979 ± 0,098 | 6,94 ± 0,07 | 5,38 ± 0,32 |
235 U | 6,346 ± 0,044 | 6,25 ± 0,04 | 5,19 ± 0,31 |
238 U | não físsil | 4,913 ± 0,098 | 4,53 ± 0,13 |
239 Pu | 3,80 ± 0,03 | 3,82 ± 0,03 | 3,0 ± 0,3 |
241 Pu | 2,98 ± 0,04 | 2,98 ± 0,33 | ? |
Nuclídeo | t 1 ⁄ 2 | Produção |
Energia decadente |
Modo de decaimento |
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( Ma ) | (%) | ( keV ) | ||
99 Tc | 0,211 | 6,1385 | 294 | β |
126 Sn | 0,230 | 0,1084 | 4050 | β γ |
79 Se | 0,327 | 0,0447 | 151 | β |
93 Zr | 1,53 | 5,4575 | 91 | βγ |
135 Cs | 2,3 | 6,9110 | 269 | β |
107 Pd | 6,5 | 1,2499 | 33 | β |
129 I | 15,7 | 0,8410 | 194 | βγ |
93 Zr é um radioisótopo de zircônio com meia-vida de 1,53 milhão de anos, decaindo pela emissão de uma partícula beta de baixa energia. 73% dos decaimentos povoam um estado excitado de nióbio -93, que decai com uma meia-vida de 14 anos e um raio gama de baixa energiapara o estado fundamental estável de 93 Nb, enquanto os 27% restantes dos decaimentos povoam diretamente o estado fundamental. É um dos apenas 7 produtos de fissão de longa duração . A baixa atividade específica e baixa energia de suas radiações limitam os riscos radioativos deste isótopo.
A fissão nuclear o produz com um rendimento de fissão de 6,3% (fissão de nêutrons térmicos de 235 U), no mesmo nível dos outros produtos de fissão mais abundantes. Os reatores nucleares geralmente contêm grandes quantidades de zircônio como revestimento de barra de combustível (ver zircaloy ), e a irradiação de nêutrons de 92 Zr também produz cerca de 93 Zr, embora isso seja limitado pela seção transversal de baixa captura de nêutrons de 92 Zr de 0,22 celeiros .
93 Zr também tem uma seção transversal de captura de nêutrons baixa de 0,7 barns. A maior parte do zircônio de fissão consiste em outros isótopos; o outro isótopo com uma seção transversal significativa de absorção de nêutrons é 91 Zr com uma seção transversal de 1,24 barns. 93 Zr é um candidato menos atraente para eliminação por transmutação do que os 99 Tc e 129 I . A mobilidade no solo é relativamente baixa, de modo que o descarte geológico pode ser uma solução adequada.
Referências
- 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
- 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
- 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.