Isótopos de tântalo - Isotopes of tantalum

Principais isótopos de tântalo   ( 73 Ta)
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
177 Ta syn 56,56 h ε 177 Hf
178 Ta syn 2,36 h ε 178 Hf
179 Ta syn 1,82 a ε 179 Hf
180 Ta syn 8,125 h ε 180 Hf
β - 180 W
180 m Ta 0,012% estábulo
181 Ta 99,988% estábulo
182 Ta syn 114,43 d β - 182 W
183 Ta syn 5,1 d β - 183 W
Peso atômico padrão A r, padrão (Ta) 180,947 88 (2)

O tântalo natural ( 73 Ta) consiste em dois isótopos estáveis : 181 Ta (99,988%) e180m
Ta
(0,012%).

Também são conhecidos 35 radioisótopos artificiais , dos quais os mais longevos são 179 Ta com meia-vida de 1,82 anos, 182 Ta com meia-vida de 114,43 dias, 183 Ta com meia-vida de 5,1 dias e 177 Ta com meia-vida de 56,56 horas. Todos os outros isótopos têm meia-vida inferior a um dia, a maioria inferior a uma hora. Existem também numerosos isômeros, o mais estável dos quais (exceto 180m Ta) é 178m1 Ta com meia-vida de 2,36 horas.

O tântalo foi proposto como material de " salga " para armas nucleares (o cobalto é outro material de salga mais conhecido). Uma jaqueta de 181 Ta, irradiada pelo intenso fluxo de nêutrons de alta energia de uma explosão de arma termonuclear, se transmutaria no isótopo radioativo182
Ta
com meia-vida de 114,43 dias e produzir aproximadamente 1,12  MeV de radiação gama , aumentando significativamente a radioatividade da precipitação radioativa da arma por vários meses. Essa arma nunca foi construída, testada ou usada.

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
155
Ta
73 82 154,97459 (54) # 13 (4) µs
[12 (+ 4−3) µs]
(11 / 2−)
156
Ta
73 83 155,97230 (43) # 144 (24) ms β + (95,8%) 156 Hf (2−)
p (4,2%) 155 Hf
156m
Ta
102 (7) keV 0,36 (4) s p 155 Hf 9+
157
Ta
73 84 156,96819 (22) 10,1 (4) ms α (91%) 153 Lu 1/2 +
β + (9%) 157 Hf
157m1
Ta
22 (5) keV 4,3 (1) ms 11 / 2−
157m2
Ta
1593 (9) keV 1,7 (1) ms α 153 Lu (25/2 -)
158
Ta
73 85 157,96670 (22) # 49 (8) ms α (96%) 154 Lu (2−)
β + (4%) 158 Hf
158m
Ta
141 (9) keV 36,0 (8) ms α (93%) 154 Lu (9+)
ISTO 158 Ta
β + 158 Hf
159
Ta
73 86 158,963018 (22) 1,04 (9) s β + (66%) 159 Hf (1/2 +)
α (34%) 155 Lu
159m
Ta
64 (5) keV 514 (9) ms α (56%) 155 Lu (11 / 2−)
β + (44%) 159 Hf
160
Ta
73 87 159,96149 (10) 1,70 (20) s α 156 Lu (2 #) -
β + 160 Hf
160m
Ta
310 (90) # keV 1,55 (4) s β + (66%) 160 Hf (9) +
α (34%) 156 Lu
161
Ta
73 88 160,95842 (6) # 3 # s β + (95%) 161 Hf 1/2 + #
α (5%) 157 Lu
161m
Ta
50 (50) # keV 2,89 (12) s 11 / 2− #
162
Ta
73 89 161,95729 (6) 3,57 (12) s β + (99,92%) 162 Hf 3 + #
α (0,073%) 158 Lu
163
Ta
73 90 162,95433 (4) 10,6 (18) s β + (99,8%) 163 Hf 1/2 + #
α (0,2%) 159 Lu
164
Ta
73 91 163,95353 (3) 14,2 (3) s β + 164 Hf (3+)
165
Ta
73 92 164,950773 (19) 31,0 (15) s β + 165 Hf 5 / 2− #
165m
Ta
60 (30) keV 9/2− #
166
Ta
73 93 165,95051 (3) 34,4 (5) s β + 166 Hf (2) +
167
Ta
73 94 166,94809 (3) 1,33 (7) min β + 167 Hf (3/2 +)
168
Ta
73 95 167,94805 (3) 2,0 (1) min β + 168 Hf (2−, 3 +)
169
Ta
73 96 168,94601 (3) 4,9 (4) min β + 169 Hf (5/2 +)
170
Ta
73 97 169,94618 (3) 6,76 (6) min β + 170 Hf (3) (+ #)
171
Ta
73 98 170,94448 (3) 23,3 (3) min β + 171 Hf (5/2 -)
172
Ta
73 99 171,94490 (3) 36,8 (3) min β + 172 Hf (3+)
173
Ta
73 100 172,94375 (3) 3,14 (13) h β + 173 Hf 5 / 2−
174
Ta
73 101 173,94445 (3) 1,14 (8) h β + 174 Hf 3+
175
Ta
73 102 174,94374 (3) 10,5 (2) h β + 175 Hf 7/2 +
176
Ta
73 103 175,94486 (3) 8,09 (5) h β + 176 Hf (1) -
176m1
Ta
103,0 (10) keV 1,1 (1) ms ISTO 176 Ta (+)
176m2
Ta
1372,6 (11) + X keV 3,8 (4) µs (14−)
176m3
Ta
2820 (50) keV 0,97 (7) ms (20−)
177
Ta
73 104 176,944472 (4) 56,56 (6) h β + 177 Hf 7/2 +
177m1
Ta
73,36 (15) keV 410 (7) ns 9/2−
177m2
Ta
186,15 (6) keV 3,62 (10) µs 5 / 2−
177m3
Ta
1355,01 (19) keV 5,31 (25) µs 21 / 2−
177m4
Ta
4656,3 (5) keV 133 (4) µs 49 / 2−
178
Ta
73 105 177,945778 (16) 9,31 (3) min β + 178 Hf 1+
178m1
Ta
100 (50) # keV 2,36 (8) h β + 178 Hf (7) -
178m2
Ta
1570 (50) # keV 59 (3) ms (15−)
178m3
Ta
3000 (50) # keV 290 (12) ms (21−)
179
Ta
73 106 178,9459295 (23) 1,82 (3) y CE 179 Hf 7/2 +
179m1
Ta
30,7 (1) keV 1,42 (8) µs (02/09) -
179m2
Ta
520,23 (18) keV 335 (45) ns (1/2) +
179m3
Ta
1252,61 (23) keV 322 (16) ns (21 / 2−)
179m4
Ta
1317,3 (4) keV 9,0 (2) ms ISTO 179 Ta (25/2 +)
179m5
Ta
1327,9 (4) keV 1,6 (4) µs (23 / 2−)
179m6
Ta
2639,3 (5) keV 54,1 (17) ms (37/2 +)
180
Ta
73 107 179,9474648 (24) 8,152 (6) h CE (86%) 180 Hf 1+
β - (14%) 180 W
180m1
Ta
77,1 (8) keV Observacionalmente estável 9− 1,2 (2) × 10 −4
180m2
Ta
1452,40 (18) keV 31,2 (14) µs 15−
180m3
Ta
3679,0 (11) keV 2,0 (5) µs (22-)
180m4
Ta
4171,0 + X keV 17 (5) µs (23, 24, 25)
181
Ta
73 108 180,9479958 (20) Observacionalmente estável 7/2 + 0,99988 (2)
181m1
Ta
6,238 (20) keV 6,05 (12) µs 9/2−
181m2
Ta
615,21 (3) keV 18 (1) µs 1/2 +
181m3
Ta
1485 (3) keV 25 (2) µs 21 / 2−
181m4
Ta
2230 (3) keV 210 (20) µs 29 / 2−
182
Ta
73 109 181,9501518 (19) 114,43 (3) d β - 182 W 3−
182m1
Ta
16,263 (3) keV 283 (3) ms ISTO 182 Ta 5+
182m2
Ta
519.572 (18) keV 15,84 (10) min 10−
183
Ta
73 110 182,9513726 (19) 5,1 (1) d β - 183 W 7/2 +
183m
Ta
73,174 (12) keV 107 (11) ns 9/2−
184
Ta
73 111 183,954008 (28) 8,7 (1) h β - 184 W (5−)
185
Ta
73 112 184,955559 (15) 49,4 (15) min β - 185 W (7/2 +) #
185m
Ta
1308 (29) keV > 1 ms (21 / 2−)
186
Ta
73 113 185,95855 (6) 10,5 (3) min β - 186 W (2−, 3−)
186m
Ta
1,54 (5) min
187
Ta
73 114 186,96053 (21) # 2 # min
[> 300 ns]
β - 187 W 7/2 + #
188
Ta
73 115 187,96370 (21) # 20 # s
[> 300 ns]
β - 188 W
189
Ta
73 116 188,96583 (32) # 3 # s
[> 300 ns]
7/2 + #
190
Ta
73 117 189,96923 (43) # 0,3 # s
Este cabeçalho e rodapé da tabela:
  1. ^ m Ta - 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. ^ a b c # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
  5. ^ Modos de decadência:
    CE: Captura de elétrons
    ISTO: Transição isomérica


    p: Emissão de prótons
  6. ^ Símbolo em negrito e itálico como filha - o produto filha está quase estável.
  7. ^ Símbolo em negrito como filha - o produto filha é estável.
  8. ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
  9. ^ Apenas conhecido isômero nuclear observacionalmente estável, que se acredita que decai por transição isomérica para 180 Ta, β - decai para 180 W , ou captura de elétrons para 180 Hf com meia-vida acima de 4,5 × 10 16 anos
  10. ^ Um dos poucos núcleos ímpares estáveis
  11. ^ Acredita-se que sofra decaimento α para 177 Lu

Tântalo-180m

O nuclídeo 180m
Ta
( m denota um estado metaestável ) tem energia suficiente para decair de três maneiras: transição isomérica para o estado fundamental de180
Ta
, decadência beta para180
C
, e captura de elétrons para180
Hf
. No entanto, nenhuma radioatividade de qualquer modo de decaimento deste isômero nuclear foi observada. Apenas um limite inferior em sua meia-vida de mais de 10-15 anos foi estabelecido, por observação. A decadência muito lenta de180m
Ta
é atribuído ao seu spin alto (9 unidades) e ao spin baixo dos estados mais baixos. O decaimento gama ou beta exigiria que muitas unidades de momento angular fossem removidas em uma única etapa, de modo que o processo seria muito lento.

A natureza muito incomum de 180m Ta é que o estado fundamental deste isótopo é menos estável do que o isômero. Este fenômeno é exibido em bismuto-210m ( 210m Bi) e amerício-242m ( 242m Am), entre outros nuclídeos.180
Ta
tem meia-vida de apenas 8 horas. 180m
Ta
é o único isômero nuclear de ocorrência natural (excluindo nuclídeos radiogênicos e cosmogênicos de vida curta). É também o nuclídeo primordial mais raro no Universo observado para qualquer elemento que tenha algum isótopo estável. Em um ambiente estelar de processo s com uma energia térmica k B T = 26 k eV (ou seja, uma temperatura de 300 milhões de kelvin), espera-se que os isômeros nucleares sejam totalmente termalizados, o que significa que 180 Ta transições rápidas entre os estados de spin e seu total a meia-vida prevista é de 11 horas.

A partir de 3 de outubro de 2016, a meia-vida de 180m Ta é calculada a partir da observação experimental para ser de pelo menos4,5 × 10 16 (45 quatrilhões) anos.

Referências

  1. ^ Meija, Juris; et al. (2016). "Pesos atômicos dos elementos 2013 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 88 (3): 265–91. doi : 10.1515 / pac-2015-0305 .
  2. ^ DT Win; M. Al Masum (2003). "Armas de destruição em massa" (PDF) . Assumption University Journal of Technology . 6 (4): 199–219.
  3. ^ Mecânica quântica para engenheiros Leon van Dommelen, Florida State University
  4. ^ P. Mohr, F. Kaeppeler e R. Gallino (2007). "Survival of Nature's Rarest Isotope 180Ta under Stellar Conditions". Phys. Rev. C . 75 : 012802. arXiv : astro-ph / 0612427 . doi : 10.1103 / PhysRevC.75.012802 .CS1 maint: vários nomes: lista de autores ( link )
  5. ^ Conover, Emily (03/10/2016). "Núcleo mais raro relutante em decair" . Página visitada em 2016-10-05 .
  6. ^ Lehnert, Björn; Hult, Mikael; Lutter, Guillaume; Zuber, Kai (2017). "Procure a decadência do isótopo mais raro da natureza 180m Ta". Physical Review C . 95 (4): 044306. arXiv : 1609.03725 . Bibcode : 2017PhRvC..95d4306L . doi : 10.1103 / PhysRevC.95.044306 .