Kaliumin isotoopit
Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 23. joulukuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .Kaliumin isotoopit ovat kemiallisen alkuaineen kaliumin muotoja , joiden atomiytimessä on eri määrä neutroneja . Tunnetut kaliumin isotoopit, joiden massaluvut ovat 33 - 59 ( protonien lukumäärä 19, neutronien lukumäärä 14 - 40) ja 5 ydinisomeeriä .
Luonnon kalium on kolmen isotoopin seos. Kaksi vakaata:
- 39 K ( isotooppien määrä 93,258 %)
- 41 K (isotooppien runsaus 6,730 %)
Ja yksi epävakaa, mutta pitkä puoliintumisaika :
- 40 K (isotooppien määrä 0,012 %), puoliintumisaika 1,25⋅10 9 vuotta.
40 K :n radioaktiivisuudesta johtuen luonnon kaliumin ominaisaktiivisuus on noin 31 kBq /kg. Pisin jäljellä olevista radioisotoopeista on 43 K, ja sen puoliintumisaika on 22,3 tuntia.
Kalium-40
40 K hajoaa jollakin kolmesta tavasta:
- Beetahajoaminen : todennäköisyys 89,28%, tytär-isotooppi stabiili 40 Ca.
- Elektronien sieppaus : todennäköisyys 10,72 % , tytär-isotooppi stabiili 40 Ar .
- Positronihajoaminen : todennäköisyys 0,001%, tytär-isotooppi stabiili 40 Ar.
Kalium-40:n merkityksen määrää sen ratkaiseva osuus luonnon kaliumia sisältävien biologisten kudosten sisäisessä radioaktiivisuudessa. Koska ihmiskehossa on kalium-40:tä, ihmiskehon luonnollinen radioaktiivisuus on 4-5 kBq. Tämä on noin 80-85 % kehon omasta radioaktiivisuudesta. Loput johtuvat pääasiassa 14 C :n isotoopista . Keskimääräinen vuotuinen efektiivinen ekvivalenttiannos, jonka henkilö saa kalium-40:n hajoamisen seurauksena kehon kudoksissa, on 0,18 mSv.
Kalium-40- ja argon-40-suhdetta käytetään kalium-argon-ajanmääritysmenetelmässämineraalien absoluuttinen ikä geokronologiassa .
Taulukko kalium-isotoopeista
| Nuklidi symboli |
Z ( p ) | N( n ) | Isotooppimassa [1] ( a.u.m. ) |
Puoliintumisaika [ 2] (T 1/2 ) |
Decay kanava | Hajoamistuote | Ytimen spin ja pariteetti [2] |
Isotoopin esiintyvyys luonnossa |
Isotooppien runsauden muutoksien vaihteluväli luonnossa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Herätysenergia | |||||||||
| 31 K [3] [4] | 19 | 12 | <10 -11 s | 3p | 28S _ | ||||
| 32K_ _ | 19 | 13 | 32.02265(43)# | s | 31 Ar | 1+# | |||
| 32m K | 950(100)# keV | 4+# | |||||||
| 33 K | 19 | neljätoista | 33.00756(21)# | <25 ns | s | 32 Ar | 3/2+# | ||
| 34 kt _ | 19 | viisitoista | 33.99869(21)# | <40 ns | s | 33 Ar | 1+# | ||
| 35 000 _ | 19 | 16 | 34.9880054(6) | 178(8) ms | β + (99,63 %) | 35 Ar | 3/2+ | ||
| β + , p (0,37 %) | 34Cl _ | ||||||||
| 36 000 _ | 19 | 17 | 35.9813020(4) | 341(3) ms | β + (99,95 %) | 36 Ar | 2+ | ||
| β + , p (0,048 %) | 35Cl _ | ||||||||
| β + , α (0,0034 %) | 32S _ | ||||||||
| 37 000 _ | 19 | kahdeksantoista | 36.97337589(10) | 1,2365(9) s | β + | 37 Ar | 3/2+ | ||
| 38K_ _ | 19 | 19 | 37.96908112(21) | 7,636(18) min | β + | 38 Ar | 3+ | ||
| 38m1 K | 130,50 (28) keV | 924,46(14) ms | β + | 38 Ar | 0+ | ||||
| 38m2K _ | 3458,0(2) keV | 21,95 (11) µs | IP | 38K_ _ | (7+) | ||||
| 39 000 _ | 19 | kaksikymmentä | 38.963706487(5) | vakaa | 3/2+ | 0,932581(44) | |||
| 40 000 _ | 19 | 21 | 39.96399817(6) | 1.248(3)⋅10 9 vuotta | β − (89,28 %) | 40 Ca | 4− | 1,17(1)⋅10 −4 | |
| EZ (10,72 %) | 40Ar_ _ | ||||||||
| β + (0,001 %) [5] | |||||||||
| 40m K | 1643,639(11) keV | 336(12) ns | IP | 40 000 _ | 0+ | ||||
| 41 000 _ | 19 | 22 | 40.961825258(4) | vakaa | 3/2+ | 0,067302(44) | |||
| 42K_ _ | 19 | 23 | 41.96240231(11) | 12.355(7) h | β − | 42 Ca | 2− | ||
| 43 000 _ | 19 | 24 | 42.9607347(4) | 22.3(1) h | β − | 43 Ca | 3/2+ | ||
| 43m K | 738,30(6) keV | 200(5) ns | IP | 43 000 _ | 7/2− | ||||
| 44 kt _ | 19 | 25 | 43.9615870(5) | 22,13(19) min | β − | 44 Ca | 2− | ||
| 45 000 _ | 19 | 26 | 44.9606915(6) | 17,8(6) min | β − | 45Ca _ | 3/2+ | ||
| 46 000 _ | 19 | 27 | 45.9619816(8) | 105(10) s | β − | 46 Ca | 2− | ||
| 47 000 _ | 19 | 28 | 46.9616616(15) | 17.50(24) s | β − | 47Ca _ | 1/2+ | ||
| 48K_ _ | 19 | 29 | 47.9653412(8) | 6.8(2) s | β − (98,86 %) | 48 Ca | 1− | ||
| β − , n (1,14 %) | 47Ca _ | ||||||||
| 49 000 _ | 19 | kolmekymmentä | 48.9682108(9) | 1.26(5) s | β − , n (86 %) | 48 Ca | (3/2+) | ||
| β − (14 %) | 49 Ca | ||||||||
| 50 000 _ | 19 | 31 | 49.972380(8) | 472(4) ms | β − (71 %) | 50 Ca | 0− | ||
| β − , n (29 %) | 49 Ca | ||||||||
| 50m K | 171,4(4) keV | 125(40) ns | IP | 50 000 _ | (2−) | ||||
| 51 K | 19 | 32 | 50.975828(14) | 365(5) ms | β − , n (65 %) | 50 Ca | 3/2+ | ||
| β − (35 %) | 51 Ca | ||||||||
| 52 000 _ | 19 | 33 | 51.98160(4) | 110(4) ms | β − , n (74 %) | 51 Ca | 2−# | ||
| β − (23,7 %) | 52 Ca | ||||||||
| β − , 2n (2,3 %) | 50 Ca | ||||||||
| 53 K | 19 | 34 | 52.98680(12) | 30(5) ms | β − , n (64 %) | 52 Ca | (3/2+) | ||
| β − (26 %) | 53 Ca | ||||||||
| β − , 2n (10 %) | 51 Ca | ||||||||
| 54 kt _ | 19 | 35 | 53.99463(64)# | 10(5) ms | β − (> 99,9 %) | 54 Ca | 2−# | ||
| β − , n (<,1 %) | 53 Ca | ||||||||
| 55 K | 19 | 36 | 55.00076(75)# | 3 # ms | β − | 55Ca _ | 3/2+# | ||
| β − , n | 54 Ca | ||||||||
| 56 000 _ | 19 | 37 | 56.00851(86)# | 1 # ms | β − | 56Ca _ | 2−# | ||
| β − , n | 55Ca _ | ||||||||
| 57 K [6] [7] | 19 | 38 | β − | 57 Ca | |||||
| 59 K [7] [n. yksi] | 19 | 40 | β − | 59 Ca | |||||
- ↑ Tämän isotoopin löytöä ei ole vahvistettu.
Taulukon selitykset
- Isotooppien määrät on annettu useimmille luonnollisille näytteille. Muissa lähteissä arvot voivat vaihdella suuresti.
- Indeksit 'm', 'n', 'p' (symbolin vieressä) osoittavat nuklidin virittyneitä isomeerisiä tiloja.
- Lihavoidut symbolit osoittavat stabiileja hajoamistuotteita. Lihavoidut kursiivilla merkityt symbolit tarkoittavat radioaktiivisia hajoamistuotteita, joiden puoliintumisajat ovat verrattavissa Maan ikään tai sitä pidemmät ja joita siksi esiintyy luonnollisessa seoksessa.
- Hashilla (#) merkityt arvot eivät ole johdettu pelkästään kokeellisista tiedoista, vaan ne on (ainakin osittain) arvioitu naapurinuklidien systemaattisista trendeistä (samalla Z- ja N -suhteella ). Epävarmuusspin ja/tai pariteettiarvot on suljettu suluissa.
- Epävarmuus annetaan suluissa olevana numerona, joka ilmaistaan viimeisen merkitsevän numeron yksiköissä, tarkoittaa yhtä keskihajontaa (poikkeuksena isotoopin runsaus ja standardiatomimassa IUPAC -tietojen mukaan, jolle on monimutkaisempi epävarmuuden määritelmä käytetty). Esimerkit: 29770,6(5) tarkoittaa 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) tarkoittaa 21,48 ± 0,15; −2200.2(18) tarkoittaa −2200.2 ± 1.8.
Muistiinpanot
- ↑ Wang M.:n , Audi G.:n , Kondev FG :n , Huang WJ :n , Naimi S.:n ja Xu X :n tiedot. The Ame2016 atomimassan arviointi (I). syöttötietojen arviointi; ja säätömenettelyt (englanniksi) // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-344 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030002 .
- ↑ 1 2 Tiedot perustuvat Audi G.:n , Kondev FG :n , Wang M.:n , Huang WJ :n , Naimi S :n The Nubase2016 -arviointiin ydinominaisuuksien // Chinese Physics C. - 2017. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-138 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 . - .
- ↑ "Omallinen atomi horjuttaa oletuksia ydinrakenteesta". luonto . 573 (7773): 167. 6. syyskuuta 2019. Bibcode : 2019Natur.573T.167. . DOI : 10.1038/d41586-019-02655-9 . PMID 31506620 .
- ↑ Kostyleva, D.; et ai. (2019). "Kohti ydinrakenteen olemassaolon rajoja: isotoopin 31 K havainto ja ensimmäinen spektroskopia mittaamalla sen kolmen protonin hajoaminen." Physical Review Letters . 123 (9): 092502. arXiv : 1905.08154 . Bibcode : 2019PhRvL.123i2502K . DOI : 10.1103/PhysRevLett.123.092502 . PMID 31524489 .
- ↑ Engelkemeir, DW; Flynn, KF; Glendenin, L. E. (1962). "Positronipäästö K40:n hajoamisessa". Fyysinen arvostelu . 126 (5): 1818. Bibcode : 1962PhRv..126.1818E . DOI : 10.1103/PhysRev.126,1818 .
- ↑ Neufcourt, L.; Cao, Y.; Nazarewicz, W.; Olsen, E.; Viens, F. (2019). "Neutronin tiputuslinja Ca-alueella Bayesin mallin keskiarvosta". Physical Review Letters . 122 (6): 062502–1–062502–6. arXiv : 1901.07632 . Bibcode : 2019PhRvL.122f2502N . DOI : 10.1103/PhysRevLett.122.062502 . PMID 30822058 .
- ↑ 1 2 Tarasov, OB Erittäin neutronirikkaiden isotooppien tuotanto: Mitä meidän pitäisi tietää? (2017).
