Isótopos de samário - Isotopes of samarium
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Peso atômico padrão A r, padrão (Sm) | 150,36 (2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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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) | |||||||||||
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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: |
- ^ m Sm - isômero nuclear Excited.
- ^ () - 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 c # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
-
^
Modos de decadência:
ISTO: Transição isomérica
p: Emissão de prótons - ^ Símbolo em negrito e itálico como filha - o produto filha está quase estável.
- ^ Símbolo em negrito como filha - o produto filha é estável.
- ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
- ^ Acredita-se que sofradecaimentoβ + β + para 144 Nd
- ^ a b Radioisótopo primordial
- ^ a b c d e f Produto de fissão
- ^ Usado na datação de samário-neodímio
- ^ a b Veneno de nêutrons em reatores
- ^ Acredita-se que sofra decaimento α para 145 Nd com meia-vida acima de 2 × 10 15 anos
- ^ Acredita-se que sofra decaimento α para 146 Nd
- ^ Acredita-se que sofra decaimento α para 148 Nd
- ^ 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
Prop: Unidade: |
t ½ ( a ) |
Rendimento ( % ) |
Q * ( keV ) |
βγ * |
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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 |
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
- 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.