Hafniumin isotoopit

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 18.11.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Hafnium - isotoopit  ovat kemiallisen alkuaineen hafniumin lajikkeita, joiden ytimessäon eri määrä neutroneja . Tunnetut hafniumin isotoopit, joiden massaluvut ovat 153-188 ( protonien lukumäärä 72, neutronien määrä 81-116) ja 26 ydinisomeeriä .

Luonnollinen hafnium koostuu 6 isotoopin seoksesta. Viisi niistä on vakaita:

• 176 Hf (isotooppien määrä 5,26 %), vakaa
• 177 Hf (isotoopin runsaus 18,60 %), vakaa
• 178 Hf (isotooppien määrä 27,28 %), vakaa
• 179 Hf (isotooppien runsaus 13,62 %), vakaa
• 180 Hf (isotooppien määrä 35,08 %), vakaa

Toisella luonnollisella isotoopilla on valtava puoliintumisaika , paljon pidempi kuin maailmankaikkeuden ikä :

• 174 Hf ( isotooppien määrä 0,16 %), puoliintumisaika 2×10 15 vuotta

Pisin elinikäinen keinotekoinen radioisotooppi on 182 Hf ja puoliintumisaika 8,9 miljoonaa vuotta.

178m2 Hf

Pääartikkeli Hafniumpommi

Vuonna 1998 178m2 Hf - isomeeri herätti tutkijoiden huomion . Sen ominaisuus oli merkittävä virittyneen tilan energia (2,446 MeV per ydin tai 1,3 GJ per 1 grammaa) pitkällä puoliintumisajalla (31 vuotta). [1] [2] Isomeerimuutoksen aikana energiaa vapautui gammasäteilyn muodossa, lopullinen isotooppi on stabiili.

Vuonna 1998 Carl Collinsin johtama tutkijaryhmä ilmoitti löytäneensä tavan pakottaa isomeeri hajoamaan. Ryhmän mukaan luonnollista hajoamisnopeutta oli mahdollista saavuttaa jonkin verran säteilyttämällä ainetta tietyn spektrin röntgensäteillä . Puolustustutkimuslaitos DARPA rahoitti vuonna 2003 lisätutkimusta, joka aiheutti julkista kohua ja huhuja niin kutsutusta "hafniumpommista" – laitteesta, joka suorittaa lumivyöry-isomeerisiirtymän merkittävässä isomeerimassassa vapauttaen verrattavissa olevia energioita. perinteisten kemiallisten räjähteiden räjähdysenergiat.

Siitä huolimatta tieteellisessä maailmassa he suhtautuivat skeptisesti paitsi tällaisten laitteiden rakentamisen mahdollisuuteen, myös mahdollisuuteen stimuloida keinotekoisesti isomeeristä siirtymää, kritisoimalla Collinsin työtä. Kokeiden luotettavuuteen liittyvien epäilyjen lisäksi he huomauttivat myös valtavista vaikeuksista saada isomeeriä sellaisissa määrissä, jotka ovat tarpeen käytännön aseiden rakentamiseksi. Syynä vaikeuksiin ovat kaikkien tunnettujen isomeerin synteesin reaktioiden äärimmäisen pienet todennäköisyydet , jotka eivät mahdollista isomeerin saamista tunnetuilla laitteilla vaadittua määrää.

Hafnium-isotooppitaulukko

Nuklidi symboli	Z ( p )	N( n )	Isotooppimassa [3] ( a.u.m. )	Puoliintumisaika [ 4] (T 1/2 )	Decay kanava	Hajoamistuote	Ytimen spin ja pariteetti [4]	Isotoopin esiintyvyys luonnossa	Isotooppien runsauden muutoksien vaihteluväli luonnossa
	Herätysenergia
153 Hf	72	81	152.97069(54)#	400# ms [>200 ns]			1/2+#
153m Hf	750(100)# keV			500 # ms			2.11.–#
154 hf	72	82	153.96486(54)#	2(1) s	β +	154 Lu	0+
					α (harvinainen)	150 Yb
155 hf	72	83	154.96339(43)#	890(120) ms	β +	155 Lu	7/2−#
					α (harvinainen)	151 Yb
156 hf	72	84	155.95936(22)	23(1) ms	α (97 %)	152 Yb	0+
					β + (3 %)	156 Lu
156m Hf	1959,0(10) keV			480(40) µs			8+
157 Hf	72	85	156.95840(21)#	115(1) ms	α (86 %)	153 Yb	7/2−
					β + (14 %)	157 Lu
158 hf	72	86	157.954799(19)	2.84(7) s	β + (55 %)	158 Lu	0+
					α (45 %)	154 Yb
159 Hf	72	87	158.953995(18)	5.20(10) s	β + (59 %)	159 Lu	7/2−#
					α (41 %)	155 Yb
160 hf	72	88	159.950684(12)	13.6(2) s	β + (99,3 %)	160 Lu	0+
					α (0,7 %)	156 Yb
161 Hf	72	89	160.950275(24)	18.2(5) s	β + (99,7 %)	161 Lu	3/2−#
					α (0,3 %)	157 Yb
162 hf	72	90	161.94721(1)	39.4(9) s	β + (99,99 %)	162 Lu	0+
					α (0,008 %)	158 Yb
163 Hf	72	91	162.94709(3)	40,0(6) s	β +	163 Lu	3/2−#
					α ( 10–4 %)	159 Yb
164 hf	72	92	163.944367(22)	111(8) s	β +	164 Lu	0+
165 hf	72	93	164.94457(3)	76(4) s	β +	165 Lu	(5/2−)
166 hf	72	94	165.94218(3)	6,77(30) min	β +	166 Lu	0+
167 hf	72	95	166.94260(3)	2,05(5) min	β +	167 Lu	(5/2)
168 hf	72	96	167.94057(3)	25,95(20) min	β +	168 Lu	0+
169 hf	72	97	168.94126(3)	3,24(4) min	β +	169 Lu	(5/2)
170 hf	72	98	169.93961(3)	16.01(13) h	EZ	170 Lu	0+
171 Hf	72	99	170.94049(3)	12.1(4) h	β +	171 Lu	7/2(+)
171 m Hf	21,93(9) keV			29.5(9) s	IP	171 Hf	1/2 (-)
172 Hf	72	100	171.939448(26)	1,87(3) vuotta	EZ	172 Lu	0+
172m Hf	2005.58(11) keV			163(3) ns			(8−)
173 Hf	72	101	172.94051(3)	23.6(1) h	β +	173 Lu	1/2−
174 Hf	72	102	173.940046(3)	2.0(4)⋅10 15  vuotta	α	170 Yb	0+	0,0016(1)	0,001619–0,001621
174m1 Hf	1549,3 keV			138(4) ns			(6+)
174m2 Hf	1797,5(20) keV			2,39 (4) µs			(8−)
174m3 Hf	3311,7 keV			3,7 (2) µs			(14+)
175 hf	72	103	174.941509(3)	70(2) päivää	β +	175 Lu	5/2−
176 hf	72	104	175.9414086(24)	vakaa [n 1]			0+	0,0526(7)	0,05206–0,05271
177 Hf	72	105	176.9432207(23)	vakaa (>1,3⋅10 18 vuotta) [n 2] [5]			7/2−	0,1860(9)	0,18593–0,18606
177m1 Hf	1315.4504(8) keV			1.09(5) s			23/2+
177m2 Hf	1342,38(20) keV			55,9 (12) µs			(19/2−)
177m3 Hf	2740,02(15) keV			51,4 (5) min			37/2−
178 hf	72	106	177.9436988(23)	vakaa [n 3]			0+	0,2728(7)	0,27278–0,27297
178m1 Hf	1147,423(5) keV			4.0(2) s			8−
178m2 Hf	2445,69(11) keV			31(1) vuotta vanha			16+
178m3 Hf	2573,5(5) keV			68(2) µs			(14−)
179 Hf	72	107	178.9458161(23)	vakaa [n 4]			9/2+	0,1362(2)	0,13619–0,1363
179m1 Hf	375,0367(25) keV			18.67(4) s			1/2−
179m2 Hf	1105,84(19) keV			25.05(25) päivää			25/2−
180 hf	72	108	179.9465500(23)	vakaa [n 5]			0+	0,3508(16)	0,35076–0,351
180m1 Hf	1141,48(4) keV			5.47(4) h			8−
180m2 hf	1374,15(4) keV			0,57 (2) µs			(4−)
180m3 Hf	2425,8(10) keV			15(5) µs			(10+)
180m4 hf	2486,3(9) keV			10(1) µs			12+
180m5 hf	2538,3(12) keV			>10 µs			(14+)
180m6 Hf	3599,3(18) keV			90(10) µs			(18−)
181 Hf	72	109	180.9491012(23)	42.39(6) päivää	β −	181 Ta	1/2−
181m1 Hf	595(3) keV			80(5) µs			(9/2+)
181m2 Hf	1040(10) keV			~100 µs			(17/2+)
181m3 Hf	1738(10) keV			1,5 (5) ms			(27/2−)
182 Hf	72	110	181.950554(7)	8,90(9)⋅10 6  vuotta	β −	182 Ta	0+
182m Hf	1172,88(18) keV			61,5 (15) min	β − (58 %)	182 Ta	8−
					IP (42 %)	182 Hf
183 Hf	72	111	182.95353(3)	1,067(17) h	β −	183 Ta	(3/2−)
184 hf	72	112	183.95545(4)	4.12(5) h	β −	184 Ta	0+
184m Hf	1272,4(4) keV			48(10) s	β −	184 Ta	8−
185 hf	72	113	184.95882(21)#	3,5 (6) min	β −	185 Ta	3/2−#
186 hf	72	114	185.96089(32)#	2,6 (12) min	β −	186 Ta	0+
187 hf	72	115	186.96459(43)#	30# s [>300 ns]
188 hf	72	116	187.96685(54)#	20# s [>300 ns]			0+

1. ↑ Teoreettisesti se voi läpikäydä alfahajoamisen 172 Yb :ssä
2. ↑ Teoreettisesti se voi läpikäydä alfahajoamisen 173 Yb :ssä
3. ↑ Teoreettisesti se voi läpikäydä alfahajoamisen 174 Yb :ssä
4. ↑ Teoreettisesti se voi läpikäydä alfahajoamisen 175 Yb :ssä
5. ↑ Teoreettisesti se voi läpikäydä alfahajoamisen 176 Yb :ssä

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

1. ↑ Pentagon-virhe (downlink) . Popular Mechanics (lokakuu 2007). Haettu 10. marraskuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 10. toukokuuta 2011. (määrätön) 
2. ↑ 178m2 Hf:n ydinisomeerin ja "isomeeripommin" aiheuttama hajoaminen . UFN (toukokuu 2005). Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011. (määrätön)
3. ↑ Tiedot mukaan Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. AME2003 atomimassan arviointi (II). Taulukot, kaaviot ja viitteet  (englanniksi)  // Ydinfysiikka A . - 2003. - Voi. 729 . - s. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
4. ↑ 1 2 Data perustuu Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-arviointi ydin- ja hajoamisominaisuuksista  // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
5. ↑ Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020 -arvio ydinominaisuuksista  // Chinese Physics  C. - 2021. - Vol. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .

isotoopit

yksi 2                             3 neljä 5 6 7 kahdeksan 9 kymmenen yksitoista 12 13 neljätoista viisitoista 16 17 kahdeksantoista yksi x H   x Hän 2 x Li x Ole   x B x C x N x O x F x Ne 3 x Na xMg_ _   x Al x Si x P x S xCl_ _ xAr_ _ neljä x K x Ca   x Sc x Ti x V xCr_ _ xMn_ _ x Fe xCo_ _ x Ni x Cu xZn_ _ x Ga x Ge xAs _ x Se xBr_ _ xKr _ 5 xRb _ xSr_ _   x Y xZr_ _ xNb_ _ x Mo x Tc x Ru x Rh x Pd xAg_ _ x CD x Sisään x Sn x Sb x Te x I x Xe 6 x Cs x Ba x La x Ce x Pr xNd_ _ x pm xSm_ _ xEu_ _ x Gd xTb _ xDy_ _ x Ho x Er x Tm x Yb x Lu x Hf x Ta x W x Re xOs _ xIr_ _ xPt_ _ xAu_ _ x Hg xTl_ _ xPb_ _ x Bi x Po x Klo xRn_ _ 7 xFr_ _ x Ra x Ac xth_ _ xPa _ x U xNp _ x Pu x Am x cm xBk_ _ x Vrt x Es xFm_ _ xMd_ _ x Ei xLr_ _ xRf_ _ xDb_ _ xSg_ _ x Bh x Hs x Mt xDs_ _ xRg_ _ x Cn xNh_ _ xFl_ _ x Mc xLv_ _ x Ts xOg_ _   alkalimetallit maa-alkalimetallit Lantanidit aktinidit siirtymämetallit kevyet metallit Puolimetallit ei-metallit Halogeenit jalokaasut Ominaisuudet tuntemattomat