Lyijyn isotoopit ovat kemiallisen alkuaineen lyijylajeja , joiden ytimessä on eri määrä neutroneja . Tunnettuja lyijyn isotooppeja , joiden massaluvut ovat 178-220 ( protonien lukumäärä 82, neutronien lukumäärä 96-138) ja 48 ydinisomeeriä .
Lyijy on jaksollisen järjestelmän viimeinen alkuaine, jolla on vakaat isotoopit. Lyijyn jälkeisillä alkuaineilla ei ole stabiileja isotooppeja. Lyijyytimillä on suljettu protonikuori Z = 82 ( maaginen luku ), mikä selittää alkuaineen isotooppien stabiilisuuden; 208 Pb -ydin on kaksinkertaisesti maaginen ( Z = 82, N = 126 ), se on yksi viidestä luonnossa esiintyvästä kaksoismaagisesta nuklidista.
Luonnollinen lyijy koostuu neljästä stabiilista isotoopista: [1]
Isotooppien runsauden suuri sironta ei johdu mittausvirheestä, vaan havaitusta sironnasta erilaisissa luonnollisissa mineraaleissa, jotka johtuvat lyijyn eri radiogeenisen alkuperän ketjuista. Isotoopit 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb ovat radiogeenisiä, eli ne muodostuvat radioaktiivisen hajoamisen seurauksena, vastaavasti 238 U, 235 U ja 232 Th. Siksi monilla mineraaleilla on erilainen lyijyn isotooppikoostumus uraanin ja toriumin hajoamistuotteiden kertymisen vuoksi. Yllä annettu isotooppikoostumus on tyypillinen pääasiassa galeenalle , jossa uraania ja toriumia ei käytännössä ole , sekä kiviaineille, pääasiassa sedimenttikiville, joissa uraanin määrä on Clarken rajoissa. Radioaktiivisissa mineraaleissa tämä koostumus eroaa merkittävästi ja riippuu mineraalin muodostavan radioaktiivisen alkuaineen tyypistä . Uraanimineraaleissa , kuten uraniniitissa UO 2 , pikkiseoksessa UO 2 ( uraanipiki ), uraanimustassa , jossa uraani on merkittävästi vallitseva , radiogeeninen isotooppi 206 Pb rad hallitsee merkittävästi muita lyijyn isotooppeja ja sen pitoisuus voi nousta 90 %:iin. Esimerkiksi uraanipikessä (San Silver, Ranska ) 206 Pb :n pitoisuus on 92,9 %, Shinkolobwen (Kinshasa) uraanipikessä - 94,25 % [2] . Toriummineraaleissa , esimerkiksi ThSiO 4 -toriitissa , radiogeeninen isotooppi 208 Pb rad hallitsee . Siten Kazakstanista peräisin olevassa monatsiitissa 208Pb :n pitoisuus on 94,02 %, Becketin pegmatiitista ( Zimbabwe ) peräisin olevassa monatsiitissa se on 88,8 % [2] . On olemassa mineraalikompleksi, esimerkiksi monatsiitti (Ce, La, Nd)[PO 4 ], zirkon ZrSiO 4 jne ., jossa uraani ja torium ovat vaihtelevissa suhteissa ja vastaavasti kaikki tai useimmat lyijy-isotoopit ovat läsnä. eri suhteissa. On huomattava, että ei-radiogeenisen lyijyn pitoisuus zirkoneissa on erittäin alhainen, mikä tekee niistä kätevän kohteen uraani-torium-lyijy- ajanmääritysmenetelmälle ( zirkonometria ).
Pysyvien isotooppien lisäksi luonnossa havaitaan pieniä määriä muita lyijyn radioaktiivisia isotooppeja, jotka kuuluvat uraani -238 ( 214 Pb ja 210 Pb), uraani-235 ( 211 Pb) ja torium-232 ( 212 Pb). Näillä isotoopeilla on vanhentuneita, mutta silti joskus havaittuja historiallisia nimiä ja nimityksiä : 210 Pb - radium D (RaD), 214 Pb - radium B (RaB), 211 Pb - aktinium B (AcB), 212 Pb - torium B (ThB). Niiden luonnollinen pitoisuus on erittäin pieni, tasapainotilassa se vastaa sarjan emoisotoopin sisältöä kerrottuna tytär-isotoopin ja sarjan esi-isotoopin puoliintumisaikojen suhteella. Esimerkiksi torium-sarjan lyijy-212:lle tämä suhde on (10,64 tuntia) / (1,405 10 10 vuotta) ≈ 9 10 -14 ; toisin sanoen jokaista 11 biljoonaa torium-232-atomia kohti luonnollisessa tasapainossa on vain yksi lyijy-212-atomi.
Lyijyn pisin radioaktiiviset isotoopit ovat 205 Pb (puoliintumisaika 17,3 miljoonaa vuotta), 202 Pb (puoliintumisaika 52 500 vuotta) ja 210 Pb (puoliintumisaika 22,2 vuotta). Muiden radioisotooppien puoliintumisaika ei ylitä 3 päivää.
212 Pb [3] on lupaava isotooppi syövän hoidossa alfahiukkasilla. Puoliintumisaika 10 tuntia, lopullinen isotooppi 208 Pb. Hajoamisketju luo alfa- ja beetasäteilyä. Isotooppi viedään farmaseuttisen valmisteen koostumukseen, jonka sairaat solut absorboivat selektiivisesti. Alfahiukkasilla on hyvin lyhyt vapaa polku kudoksissa, mikä on verrannollinen solun kokoon. Siten ionisoivan säteilyn tuhoava vaikutus keskittyy sairastuneisiin kudoksiin, ja alfasäteilyn suuri tuhoava kyky tappaa tehokkaasti vaikuttaneet solut [4] .
212 Pb sisältyy 232 U :n hajoamisketjuun , joka on keinotekoinen isotooppi, joka saadaan säteilyttämällä luonnollista toriumia 232 Th :n neutroneilla reaktorissa. Lääketieteellisiin tarkoituksiin luodaan liikkuvia 212 Pb generaattoreita, joista kertynyt lyijy pestään kemiallisesti pois.
208Pb :llä on alhainen neutronien sieppauspoikkileikkaus , joten tämä isotooppi soveltuu nestemäisellä metallilla jäähdytettyjen ydinreaktoreiden jäähdytysaineeksi.
Nuklidi symboli |
historiallinen nimi | Z (p) | N ( n ) | Isotooppimassa [5] ( a.u.m. ) |
Puoliintumisaika [ 6] ( T 1/2 ) |
Decay kanava | Hajoamistuote | Ytimen spin ja pariteetti [6] |
Isotoopin esiintyvyys luonnossa |
Isotooppien runsauden muutoksien vaihteluväli luonnossa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Herätysenergia | ||||||||||
178 Pb _ | 82 | 96 | 178.003830(26) | 0,23 (15) ms | α | 174 Hg | 0+ | |||
179 Pb | 82 | 97 | 179.00215(21)# | 3,9 (1,1) ms | α | 175 Hg | (9/2−) | |||
180 Pb _ | 82 | 98 | 179.997918(22) | 4,5 (11) ms | α | 176 Hg | 0+ | |||
181 Pb _ | 82 | 99 | 180.99662(10) | 45(20) ms | α (98 %) | 177 Hg | (9/2−) | |||
β + (2 %) | 181Tl _ | |||||||||
182 Pb _ | 82 | 100 | 181.992672(15) | 60(40) ms [55(+40−35) ms] |
α (98 %) | 178 Hg | 0+ | |||
β + (2 %) | 182Tl _ | |||||||||
183 Pb _ | 82 | 101 | 182.99187(3) | 535(30) ms | α (94 %) | 179 Hg | (3/2−) | |||
β + (6 %) | 183Tl _ | |||||||||
183 m Pb | 94(8) keV | 415(20) ms | α | 179 Hg | (13/2+) | |||||
β + (harvinainen) | 183Tl _ | |||||||||
184 Pb _ | 82 | 102 | 183.988142(15) | 490(25) ms | α | 180 Hg | 0+ | |||
β + (harvinainen) | 184Tl _ | |||||||||
185 Pb _ | 82 | 103 | 184.987610(17) | 6.3(4) s | α | 181 Hg | 3/2− | |||
β + (harvinainen) | 185Tl _ | |||||||||
185m Pb | 60(40)# keV | 4.07(15) s | α | 181 Hg | 13/2+ | |||||
β + (harvinainen) | 185Tl _ | |||||||||
186 Pb _ | 82 | 104 | 185.984239(12) | 4.82(3) s | α (56 %) | 182 Hg | 0+ | |||
β + (44 %) | 186Tl _ | |||||||||
187 Pb _ | 82 | 105 | 186.983918(9) | 15.2(3) s | β + | 187Tl _ | (3/2−) | |||
α | 183 Hg | |||||||||
187m Pb | 11(11) keV | 18.3(3) s | β + (98 %) | 187Tl _ | (13/2+) | |||||
α (2 %) | 183 Hg | |||||||||
188 Pb _ | 82 | 106 | 187.980874(11) | 25.5(1) s | β + (91,5 %) | 188Tl _ | 0+ | |||
α (8,5 %) | 184 Hg | |||||||||
188m1Pb _ | 2578,2(7) keV | 830(210) ns | (8−) | |||||||
188m2 Pb | 2800(50) keV | 797(21) ns | ||||||||
189 Pb | 82 | 107 | 188.98081(4) | 51(3) s | β + | 189Tl _ | (3/2−) | |||
189m1Pb _ | 40(30)# keV | 50,5 (2,1) s | β + (99,6 %) | 189Tl _ | 13/2+ | |||||
α (0,4 %) | 185 Hg | |||||||||
189m2 Pb | 2475(30)# keV | 26(5) µs | (10)+ | |||||||
190 Pb | 82 | 108 | 189.978082(13) | 71(1) s | β + (99,1 %) | 190 TL | 0+ | |||
α (0,9 %) | 186 Hg | |||||||||
190m1Pb _ | 2614,8(8) keV | 150 ns | (10)+ | |||||||
190m2 Pb | 2618(20) keV | 25 µs | (12+) | |||||||
190m3Pb _ | 2658,2(8) keV | 7,2 (6) µs | (11) | |||||||
191 Pb _ | 82 | 109 | 190.97827(4) | 1,33 (8) min | β + (99,987 %) | 191Tl _ | (3/2−) | |||
α (0,013 %) | 187 Hg | |||||||||
191m Pb | 20(50) keV | 2,18(8) min | β + (99,98 %) | 191Tl _ | 2.13.(+) | |||||
α (0,02 %) | 187 Hg | |||||||||
192 Pb _ | 82 | 110 | 191.975785(14) | 3,5 (1) min | β + (99,99 %) | 192Tl _ | 0+ | |||
α (0,0061 %) | 188 Hg | |||||||||
192m1Pb _ | 2581,1(1) keV | 164(7) ns | (10)+ | |||||||
192m2 Pb | 2625,1(11) keV | 1,1 (5) µs | (12+) | |||||||
192m3 Pb | 2743,5(4) keV | 756(21) ns | (11) | |||||||
193 Pb _ | 82 | 111 | 192.97617(5) | 5 minuuttia | β + | 193Tl _ | (3/2−) | |||
193m1Pb _ | 130(80)# keV | 5,8 (2) min | β + | 193Tl _ | 2.13.(+) | |||||
193m2 Pb | 2612,5(5)+X keV | 135(+25-15) ns | (33/2+) | |||||||
194 Pb _ | 82 | 112 | 193.974012(19) | 12,0 (5) min | β + (100 %) | 194Tl _ | 0+ | |||
α (7,3⋅10 −6 %) | 190 Hg | |||||||||
195 Pb | 82 | 113 | 194.974542(25) | ~15 min | β + | 195Tl _ | 3/2#- | |||
195m1Pb _ | 202,9(7) keV | 15,0 (12) min | β + | 195Tl _ | 13/2+ | |||||
195m2 Pb | 1759,0(7) keV | 10,0 (7) µs | 21/2− | |||||||
196 Pb _ | 82 | 114 | 195.972774(15) | 37(3) min | β + | 196Tl _ | 0+ | |||
α (3⋅10 −5 %) | 192 Hg | |||||||||
196m1Pb _ | 1049,20(9) keV | <100 ns | 2+ | |||||||
196m2 Pb | 1738,27(12) keV | <1 µs | 4+ | |||||||
196m3 Pb | 1797,51(14) keV | 140(14) ns | 5− | |||||||
196m4Pb _ | 2693,5(5) keV | 270(4) ns | (12+) | |||||||
197 Pb | 82 | 115 | 196.973431(6) | 8,1 (17) min | β + | 197Tl _ | 3/2− | |||
197m1Pb _ | 319,31(11) keV | 42,9 (9) min | β + (81 %) | 197Tl _ | 13/2+ | |||||
IP (19 %) | 197 Pb | |||||||||
α (3⋅10 −4 %) | 193 Hg | |||||||||
197m2 Pb | 1914.10(25) keV | 1,15 (20) µs | 21/2− | |||||||
198 Pb | 82 | 116 | 197.972034(16) | 2.4(1) h | β + | 198Tl _ | 0+ | |||
198m1Pb _ | 2141,4(4) keV | 4,19 (10) µs | (7) | |||||||
198m2 Pb | 2231,4(5) keV | 137(10) ns | (9) | |||||||
198m3 Pb | 2820,5(7) keV | 212(4) ns | (12)+ | |||||||
199 Pb | 82 | 117 | 198.972917(28) | 90(10) min | β + | 199Tl _ | 3/2− | |||
199m1Pb _ | 429,5(27) keV | 12,2 (3) min | IP (93 %) | 199 Pb | (13/2+) | |||||
β + (7 %) | 199Tl _ | |||||||||
199m2 Pb | 2563,8(27) keV | 10,1 (2) µs | (29/2−) | |||||||
200 Pb _ | 82 | 118 | 199.971827(12) | 21.5(4) h | β + | 200 TL | 0+ | |||
201 Pb _ | 82 | 119 | 200.972885(24) | 9.33(3) h | EZ (99 %) | 201Tl _ | 5/2− | |||
β + (1 %) | ||||||||||
201m1Pb _ | 629,14(17) keV | 61(2) s | 13/2+ | |||||||
201m2 Pb | 2718,5+X keV | 508(5) ns | (29/2−) | |||||||
202 Pb _ | 82 | 120 | 201.972159(9) | 5,25(28)⋅10 4 vuotta | EZ (99 %) | 202Tl _ | 0+ | |||
α (1 %) | 198 Hg | |||||||||
202m1Pb _ | 2169,83(7) keV | 3.53(1) h | IP (90,5 %) | 202 Pb _ | 9− | |||||
EZ (9,5 %) | 202Tl _ | |||||||||
202m2 Pb | 4142,9(11) keV | 110(5) ns | (16+) | |||||||
202m3 Pb | 5345,9(13) keV | 107(5) ns | (19−) | |||||||
203 Pb _ | 82 | 121 | 202.973391(7) | 51,873(9) h | EZ | 203Tl _ | 5/2− | |||
203m1Pb _ | 825,20(9) keV | 6.21(8) s | IP | 203 Pb _ | 13/2+ | |||||
203m2 Pb | 2949,47(22) keV | 480(7) ms | 29/2− | |||||||
203m3 Pb | 2923,4+X keV | 122(4) ns | (25/2−) | |||||||
204 Pb _ | 82 | 122 | 203.9730436(13) [noin yksi] | vakaa (>1,4⋅10 17 vuotta) [8] [n. 2] | 0+ | 0,014(1) | 0,0104-0,0165 | |||
204m1Pb _ | 1274,00(4) keV | 265(10) ns | 4+ | |||||||
204m2 Pb | 2185,79(5) keV | 67,2(3) min | 9− | |||||||
204m3 Pb | 2264,33(4) keV | 0,45(+10−3) µs | 7− | |||||||
205 Pb _ | 82 | 123 | 204.9744818(13) [noin 3] | 1,73(7)⋅10 7 vuotta [9] | EZ | 205Tl _ | 5/2− | |||
205m1Pb _ | 2,329(7) keV | 24,2 (4) µs | 1/2− | |||||||
205m2 Pb | 1013,839(13) keV | 5,55(2) ms | 13/2+ | |||||||
205m3 Pb | 3195,7(5) keV | 217(5) ns | 25/2− | |||||||
206 Pb _ | Radium G | 82 | 124 | 205.9744653(13) [noin neljä] | vakaa (>2,5⋅10 21 vuotta) [8] [n. 5] | 0+ | 0,241(1) | 0,2084-0,2748 | ||
206m1Pb _ | 2200,14(4) keV | 125(2) µs | 7− | |||||||
206m2 Pb | 4027,3(7) keV | 202(3) ns | 12+ | |||||||
207 Pb _ | Actinium D | 82 | 125 | 206.9758969(13) [noin 6] | vakaa (>1,9⋅10 21 vuotta) [8] [n. 7] | 1/2− | 0,221(1) | 0,1762-0,2365 | ||
207m Pb | 1633.368(5) keV | 806(6) ms | IP | 207 Pb _ | 13/2+ | |||||
208 Pb _ | Torium D | 82 | 126 | 207.9766521(13) [noin kahdeksan] | vakaa (>2,6⋅10 21 vuotta) [8] [n. 9] | 0+ | 0,524(1) | 0,5128-0,5621 | ||
208m Pb | 4895(2) keV | 500(10) ns | 10+ | |||||||
209 Pb _ | 82 | 127 | 208.9810901(19) | 3,253(14) h | β − | 209 Bi | 9/2+ | |||
210 Pb _ | Radium D Radiojohto |
82 | 128 | 209.9841885(16) [noin kymmenen] | 22.20(22) vuotta | β − (100 %) | 210 Bi | 0+ | jäämiä [noin. yksitoista] | |
α (1,9⋅10 −6 %) | 206 Hg | |||||||||
210m Pb | 1278(5) keV | 201(17) ns | 8+ | |||||||
211 Pb _ | Actinium B | 82 | 129 | 210.9887370(29) | 36,1 (2) min | β − | 211 Bi | 9/2+ | jäämiä [noin. 12] | |
212 Pb _ | Torium B | 82 | 130 | 211.9918975(24) | 10.64(1) h | β − | 212 Bi | 0+ | jäämiä [noin. 13] | |
212m Pb | 1335(10) keV | 6,0 (0,8) µs | IP | 212 Pb _ | (8+) | |||||
213 Pb _ | 82 | 131 | 212.996581(8) | 10,2 (3) min | β − | 213 Bi | (9/2+) | |||
214 Pb _ | Radium B | 82 | 132 | 213.9998054(26) | 26,8 (9) min | β − | 214 Bi | 0+ | jäämiä [noin. yksitoista] | |
214m Pb | 1420(20) keV | 6,2 (0,3) µs | IP | 212 Pb _ | 8+# | |||||
215 Pb _ | 82 | 133 | 215.004660(60) | 2,34(0,19) min | β − | 215 Bi | 9/2+# | |||
216 Pb _ | 82 | 134 | 216.008030(210)# | 1,65(0,2) min | β − | 216 Bi | 0+ | |||
216m Pb | 1514(20) keV | 400(40) ns | IP | 216 Pb _ | 8+# | |||||
217 Pb _ | 82 | 135 | 217.013140(320)# | 20(5) s | β − | 217 Bi | 9/2+# | |||
218 Pb _ | 82 | 136 | 218.016590(320)# | 15(7) s | β − | 218 Bi | 0+ |