Isótopos de tântalo - Isotopes of tantalum
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: |
- ^ m Ta - 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).
- ^ 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:
CE: Captura de elétrons 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.
- ^ 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
- ^ Um dos poucos núcleos ímpares estáveis
- ^ 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
- ^ 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 .
- ^ DT Win; M. Al Masum (2003). "Armas de destruição em massa" (PDF) . Assumption University Journal of Technology . 6 (4): 199–219.
- ^ Mecânica quântica para engenheiros Leon van Dommelen, Florida State University
- ^ 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 )
- ^ Conover, Emily (03/10/2016). "Núcleo mais raro relutante em decair" . Página visitada em 2016-10-05 .
- ^ 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 .
- 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.