Isótopos de samário - Isotopes of samarium

Isótopos principais de samário   ( 62 Sm)
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
144 Sm 3,08% estábulo
145 Sm syn 340 d ε 145 Pm
146 Sm syn 6,8 × 10 7  y α 142 Nd
147 Sm 15,00% 1,06 × 10 11  y α 143 Nd
148 Sm 11,25% 7 × 10 15  y α 144 Nd
149 Sm 13,82% estábulo
150 Sm 7,37% estábulo
151 Sm syn 88,8 y β - 151 eu
152 Sm 26,74% estábulo
153 Sm syn 46,284 h β - 153 eu
154 Sm 22,74% estábulo
Peso atômico padrão A r, padrão (Sm) 150,36 (2)

Samário de ocorrência natural ( 62 Sm) é composto de cinco isótopos estáveis , 144 Sm, 149 Sm, 150 Sm, 152 Sm e 154 Sm, e dois radioisótopos de vida extremamente longa , 147 Sm (meia-vida: 1,06 × 10 11  anos) e 148 Sm (7 × 10 15  y), com 152 Sm sendo o mais abundante (26,75% de abundância natural ). 146 Sm também tem vida bastante longa (6,8 × 10 7  anos), mas não tem vida longa o suficiente para ter sobrevivido em quantidades significativas da formação do Sistema Solar na Terra, embora continue útil na datação radiométrica no Sistema Solar como um radionuclídeo extinto .

Além dos isótopos de ocorrência natural, os radioisótopos de vida mais longa são 151 Sm, que tem meia-vida de 88,8 anos, e 145 Sm, que tem meia-vida de 340 dias. Todos os radioisótopos restantes têm meia-vida inferior a dois dias, e a maioria deles tem meia-vida inferior a 48 segundos. Este elemento também tem doze isômeros conhecidos, sendo o mais estável 141m Sm (t 1/2 22,6 minutos), 143m1 Sm (t 1/2 66 segundos) e 139m Sm (t 1/2 10,7 segundos).

Os isótopos de vida longa, 146 Sm, 147 Sm e 148 Sm, decaem principalmente por decaimento alfa em isótopos de neodímio . Isótopos instáveis ​​mais leves de samário decaem principalmente por captura de elétrons em isótopos de promécio , enquanto os mais pesados ​​decaem por decaimento beta em isótopos de európio .

Isótopos de samário são usados ​​na datação samário-neodímio para determinar as relações de idade de rochas e meteoritos.

151 Sm é um produto da fissão de vida média e atua como um veneno de nêutrons no ciclo do combustível nuclear . O produto de fissão estável 149 Sm também é um veneno de nêutrons.

Lista de isótopos

Nuclídeo
Z N Massa isotópica ( Da )
Meia-vida

Modo de decaimento


Isótopo filha

Giro e
paridade
Abundância natural (fração molar)
Energia de excitação Proporção normal Faixa de variação
128 Sm 62 66 127,95808 (54) # 0,5 # s 0+
129 Sm 62 67 128,95464 (54) # 550 (100) ms 5/2 + #
130 Sm 62 68 129,94892 (43) # 1 # s β + 130 Pm 0+
131 Sm 62 69 130,94611 (32) # 1,2 (2) s β + 131 Pm 5/2 + #
β + , p (raro) 130 Nd
132 Sm 62 70 131,94069 (32) # 4,0 (3) s β + 132 Pm 0+
β + , p 131 Nd
133 Sm 62 71 132,93867 (21) # 2,90 (17) s β + 133 Pm (5/2 +)
β + , p 132 Nd
134 Sm 62 72 133,93397 (21) # 10 (1) s β + 134 Pm 0+
135 Sm 62 73 134,93252 (17) 10,3 (5) s β + (99,98%) 135 Pm (7/2 +)
β + , p (0,02%) 134 Nd
135m Sm 0 (300) # keV 2,4 (9) s β + 135 Pm (3/2 +, 5/2 +)
136 Sm 62 74 135,928276 (13) 47 (2) s β + 136 Pm 0+
136m Sm 2264,7 (11) keV 15 (1) μs (8−)
137 Sm 62 75 136,92697 (5) 45 (1) s β + 137 Pm (9/2 -)
137m Sm 180 (50) # keV 20 # s β + 137 Pm 1/2 + #
138 Sm 62 76 137,923244 (13) 3,1 (2) min β + 138 Pm 0+
139 Sm 62 77 138,922297 (12) 2,57 (10) min β + 139 Pm 1/2 +
139m Sm 457,40 (22) keV 10,7 (6) s TI (93,7%) 139 Sm 11 / 2−
β + (6,3%) 139 Pm
140 Sm 62 78 139,918995 (13) 14,82 (12) min β + 140 Pm 0+
141 Sm 62 79 140,918476 (9) 10,2 (2) min β + 141 Pm 1/2 +
141m Sm 176,0 (3) keV 22,6 (2) min β + (99,69%) 141 Pm 11 / 2−
TI (0,31%) 141 Sm
142 Sm 62 80 141,915198 (6) 72,49 (5) min β + 142 Pm 0+
143 Sm 62 81 142,914628 (4) 8,75 (8) min β + 143 Pm 3/2 +
143m1 Sm 753,99 (16) keV 66 (2) s TI (99,76%) 143 Sm 11 / 2−
β + (0,24%) 143 Pm
143m2 Sm 2793,8 (13) keV 30 (3) ms 23/2 (-)
144 Sm 62 82 143,911999 (3) Estável observacionalmente 0+ 0,0307 (7)
144m Sm 2323,60 (8) keV 880 (25) ns 6+
145 Sm 62 83 144,913410 (3) 340 (3) d CE 145 Pm 7 / 2−
145m Sm 8786,2 (7) keV 990 (170) ns
[0,96 (+ 19-15) μs]
(49/2 +)
146 Sm 62 84 145,913041 (4) 6,8 (7) × 10 7  y α 142 Nd 0+ Vestígio
147 Sm 62 85 146,9148979 (26) 1,06 (2) × 10 11  y α 143 Nd 7 / 2− 0,1499 (18)
148 Sm 62 86 147,9148227 (26) 7 (3) × 10 15  y α 144 Nd 0+ 0,1124 (10)
149 Sm 62 87 148,9171847 (26) Estável observacionalmente 7 / 2− 0,1382 (7)
150 Sm 62 88 149,9172755 (26) Estável observacionalmente 0+ 0,0738 (1)
151 Sm 62 89 150,9199324 (26) 88,8 (24) y β - 151 eu 5 / 2−
151m Sm 261,13 (4) keV 1,4 (1) μs (2/11) -
152 Sm 62 90 151,9197324 (27) Estável observacionalmente 0+ 0,2675 (16)
153 Sm 62 91 152,9220974 (27) 46,284 (4) h β - 153 eu 3/2 +
153m Sm 98,37 (10) keV 10,6 (3) ms ISTO 153 Sm 11 / 2−
154 Sm 62 92 153,9222093 (27) Estável observacionalmente 0+ 0,2275 (29)
155 Sm 62 93 154,9246402 (28) 22,3 (2) min β - 155 eu 3/2−
156 Sm 62 94 155,925528 (10) 9,4 (2) h β - 156 eu 0+
156m Sm 1397,55 (9) keV 185 (7) ns 5−
157 Sm 62 95 156,92836 (5) 8,03 (7) min β - 157 eu (3 / 2−)
158 Sm 62 96 157,92999 (8) 5,30 (3) min β - 158 eu 0+
159 Sm 62 97 158,93321 (11) 11,37 (15) s β - 159 Eu 5 / 2−
160 Sm 62 98 159,93514 (21) # 9,6 (3) s β - 160 Eu 0+
161 Sm 62 99 160,93883 (32) # 4,8 (8) s β - 161 Eu 7/2 + #
162 Sm 62 100 161,94122 (54) # 2,4 (5) s β - 162 eu 0+
163 Sm 62 101 162,94536 (75) # 1 # s β - 163 eu 1/2− #
164 Sm 62 102 163,94828 (86) # 500 # ms β - 164 Eu 0+
165 Sm 62 103 164,95298 (97) # 200 # ms β - 165 eu 5 / 2− #
Este cabeçalho e rodapé da tabela:
  1. ^ m Sm - isômero nuclear Excited.
  2. ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
  3. ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da Superfície de Massa (TMS).
  4. ^ Meia-vida em negrito  - quase estável, meia-vida mais longa do que a idade do universo .
  5. ^ a b c # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
  6. ^ Modos de decadência:
    ISTO: Transição isomérica


    p: Emissão de prótons
  7. ^ Símbolo em negrito e itálico como filha - o produto filha está quase estável.
  8. ^ Símbolo em negrito como filha - o produto filha é estável.
  9. ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
  10. ^ Acredita-se que sofradecaimentoβ + β + para 144 Nd
  11. ^ a b Radioisótopo primordial
  12. ^ a b c d e f Produto de fissão
  13. ^ Usado na datação de samário-neodímio
  14. ^ a b Veneno de nêutrons em reatores
  15. ^ Acredita-se que sofra decaimento α para 145 Nd com meia-vida acima de 2 × 10 15 anos
  16. ^ Acredita-se que sofra decaimento α para 146 Nd
  17. ^ Acredita-se que sofra decaimento α para 148 Nd
  18. ^ Acredita-se que sofra β - β - decadência para 154 Gd com meia-vida acima de 2,3 × 10 18 anos

Samário-149

Samário-149 ( 149 Sm) é um isótopo observacionalmente estável de samário (predito para decair, mas nenhum decaimento foi observado, dando-lhe uma meia-vida pelo menos várias ordens de magnitude maior do que a idade do universo), e um produto de fissão (rendimento 1,0888%), que também é um veneno nuclear absorvedor de nêutrons com efeito significativo na operação do reator nuclear , perdendo apenas para 135 Xe . Sua seção transversal de nêutrons é de 40140 celeiros para nêutrons térmicos .

A concentração de equilíbrio (e, portanto, o efeito de envenenamento) atinge um valor de equilíbrio em cerca de 500 horas (cerca de 20 dias) de operação do reator e, uma vez que 149 Sm é estável, a concentração permanece essencialmente constante durante a operação posterior do reator.

Samário-151

Produtos de fissão de vida média
Prop:
Unidade:
t ½
( a )
Rendimento
( % )
Q *
( keV )
βγ *
155 eu 4,76 0,0803 252 βγ
85 Kr 10,76 0,2180 687 βγ
113m Cd 14,1 0,0008 316 β
90 Sr 28,9 4,505 2826 β
137 Cs 30,23 6,337 1176 β γ
121m Sn 43,9 0,00005 390 βγ
151 Sm 88,8 0,5314 77 β
Rendimento ,% por fissão
Térmico Rápido 14 MeV
232 th não físsil 0,399 ± 0,065 0,165 ± 0,035
233 U 0,333 ± 0,017 0,312 ± 0,014 0,49 ± 0,11
235 U 0,4204 ± 0,0071 0,431 ± 0,015 0,388 ± 0,061
238 U não físsil 0,810 ± 0,012 0,800 ± 0,057
239 Pu 0,776 ± 0,018 0,797 ± 0,037 ?
241 Pu 0,86 ± 0,24 0,910 ± 0,025 ?


Samário-151 ( 151 Sm) tem meia-vida de 88,8 anos, sofrendo decaimento beta de baixa energia, e tem um rendimento de produto da fissão de 0,4203% para nêutrons térmicos e 235 U , cerca de 39% do rendimento de 149 Sm. O rendimento é um pouco maior para 239 Pu .

Sua seção transversal de absorção de nêutrons para nêutrons térmicos é alta em 15200 celeiros , cerca de 38% da seção transversal de absorção de 149 Sm, ou cerca de 20 vezes a de 235 U. Uma vez que as razões entre as taxas de produção e absorção de 151 Sm e 149 Sm são quase iguais, os dois isótopos devem atingir concentrações de equilíbrio semelhantes. Uma vez que 149 Sm atinge o equilíbrio em cerca de 500 horas (20 dias), 151 Sm deve atingir o equilíbrio em cerca de 50 dias.

Como o combustível nuclear é usado por vários anos ( queima ) em uma usina nuclear , a quantidade final de 151 Sm no combustível nuclear gasto na descarga é apenas uma pequena fração do total de 151 Sm produzido durante o uso do combustível. De acordo com um estudo, a fração de massa de 151 Sm no combustível irradiado é de cerca de 0,0025 para carregamento pesado de combustível MOX e cerca de metade daquela para combustível de urânio, que é aproximadamente duas ordens de magnitude menor do que a fração de massa de cerca de 0,15 para o meio - produto de fissão vivo 137 Cs . A energia de decaimento de 151 Sm também é cerca de uma ordem de magnitude menor que a de 137 Cs. O baixo rendimento, baixa taxa de sobrevivência, e baixa energia decadência média que 151 Sm tem insignificante resíduos nucleares impacto em comparação com os dois principais produtos de fissão médio-lived 137 Cs e 90 Sr .

Samário-153

Samário-153 ( 153 Sm) tem uma meia-vida de 46,3 horas, passando por β - decaimento em 153 Eu. Como um componente do lexidronam de samário , é usado no tratamento paliativo do câncer ósseo . É tratado pelo corpo de maneira semelhante ao cálcio e se localiza seletivamente nos ossos .

Referências