銪的同位素

原子量:151.964(1))的同位素,其中有1個同位素是在觀測上穩定的。自然形成的銪元素由兩種同位素組成:151Eu和153Eu,後者的豐度為52.2%,比前者稍高。153Eu是穩定同位素,但151Eu則會進行α衰變半衰期5+11
−3
×1018 
[2]即在1公斤自然銪樣本中大約每2分鐘發生一次α衰變事件。這一數值與理論預測值吻合。除了自然的放射性同位素151Eu以外,已知的人造放射性同位素共有35種,其中最穩定的有150Eu(半衰期為36.9年)、152Eu(13.516年)和154Eu(8.593年)。所有剩餘的放射性同位素半衰期都在4.7612年以下,且大部份小於12.2秒。銪共有8種亞穩態,最穩定的有150mEu(半衰期為12.8小時)、152m1Eu(9.3116小時)和152m2Eu(96分鐘)。[3]

主要的銪同位素
同位素衰變
丰度半衰期 (t1/2)方式能量
MeV
產物
150Eu人造36.9 β+1.237150Sm
151Eu47.81%4.6×1018 α1.964147Pm
152Eu人造13.517 ε1.874152Sm
β1.819152Gd
β+0.852152Sm
153Eu52.19%穩定,帶90粒中子
154Eu人造8.592 β1.968154Gd
ε0.717154Sm
155Eu人造4.742 β0.252155Gd
標準原子質量英语Standard atomic weight (Ar, 標準)
←Sm62Gd64

概述编辑

質量比153Eu低的同位素衰變模式主要是電子捕獲,並一般產生的同位素;質量更高的則主要進行β衰變,並一般產生的同位素。[3]

熱中子捕獲截面
同位素151Eu152Eu153Eu154Eu155Eu
產量~101580>2.5330
靶恩59001280031213403950

銪是某些核裂變反應的產物,但銪同位素質量較高,其裂變產物產量很低。

和其他鑭系元素一樣,銪的許多同位素,特別是奇數質量數和低中子數的同位素(如152Eu),擁有很高的中子捕獲截面,通常可以作為中子毒物

銪-151编辑

釤-151經β衰變後會產生151Eu,但由於半衰期長,吸收中子的平均時間短,所以大部份151Sm最終會變為152Sm。

中等寿命裂变产物
项:
单位:
t½
a
产额
%
Q*
KeV
βγ
*
155Eu4.76.0803252βγ
85Kr10.76.2180687βγ
113mCd14.1.0008316β
90Sr28.94.5052826β
137Cs30.236.3371176βγ
121mSn43.9.00005390βγ
151Sm90.531477β

銪-152 和 銪-154编辑

152Eu(半衰期為13.516年)和154Eu(8.593年)不能作為β衰變產物,因為152Sm和154Sm都沒有放射性。154Eu和134Cs是僅有的兩個裂變產量高於百萬分之2.5的長壽命受屏蔽核素[4]153Eu進行中子活化,可以產生更大量的154Eu,但其中大部份會再轉化為155Eu。

對於鈾-235熱中子155Eu(半衰期為4.7612年)的裂變產量為百萬分之330,其大部份會在燃料燃耗結束時嬗變成無放射性、無吸收性的-156。

整體來說,在輻射危害上,銪比銫-137和-90弱得多,而作為中子毒物,銪則比釤弱很多。[5][6][7][8][9][10][11]

圖表编辑

符號Z(
p
N(
n
同位素質量(u半衰期[n 1]衰變
方式
[12][n 2]
衰變
產物
[n 3]
原子核
自旋
相對豐度
莫耳分率)
相對豐度
的變化量
莫耳分率)
激發能量
130Eu6367129.96357(54)#1.1(5) ms
[0.9(+5-3) ms]
2+#
131Eu6368130.95775(43)#17.8(19) ms3/2+
132Eu6369131.95437(43)#100# msβ+132Sm
p131Sm
133Eu6370132.94924(32)#200# msβ+133Sm11/2-#
134Eu6371133.94651(21)#0.5(2) sβ+134Sm
β+, p (不常見)133Pm
135Eu6372134.94182(32)#1.5(2) sβ+135Sm11/2-#
β+, p134Pm
136Eu6373135.93960(21)#3.3(3) sβ+ (99.91%)136Sm(7+)
β+, p (.09%)135Pm
136mEu0(500)# keV3.8(3) sβ+ (99.91%)136Sm(3+)
β+, p (.09%)135Pm
137Eu6374136.93557(21)#8.4(5) sβ+137Sm11/2-#
138Eu6375137.93371(3)12.1(6) sβ+138Sm(6-)
139Eu6376138.929792(14)17.9(6) sβ+139Sm(11/2)-
140Eu6377139.92809(6)1.51(2) sβ+140Sm1+
140mEu210(15) keV125(2) msIT (99%)140Eu5-#
β+(1%)140Sm
141Eu6378140.924931(14)40.7(7) sβ+141Sm5/2+
141mEu96.45(7) keV2.7(3) sIT (86%)141Eu11/2-
β+ (14%)141Sm
142Eu6379141.92343(3)2.36(10) sβ+142Sm1+
142mEu460(30) keV1.223(8) minβ+142Sm8-
143Eu6380142.920298(12)2.59(2) minβ+143Sm5/2+
143mEu389.51(4) keV50.0(5) µs11/2-
144Eu6381143.918817(12)10.2(1) sβ+144Sm1+
144mEu1127.6(6) keV1.0(1) µs(8-)
145Eu6382144.916265(4)5.93(4) dβ+145Sm5/2+
145mEu716.0(3) keV490 ns11/2-
146Eu6383145.917206(7)4.61(3) dβ+146Sm4-
146mEu666.37(16) keV235(3) µs9+
147Eu6384146.916746(3)24.1(6) dβ+ (99.99%)147Sm5/2+
α (.0022%)143Pm
148Eu6385147.918086(11)54.5(5) dβ+ (100%)148Sm5-
α (9.39×10−7%)144Pm
149Eu6386148.917931(5)93.1(4) dε149Sm5/2+
150Eu6387149.919702(7)36.9(9) aβ+150Sm5(-)
150mEu42.1(5) keV12.8(1) hβ (89%)150Gd0-
β+ (11%)150Sm
IT (5×10−8%)150Eu
151Eu[n 4]6388150.9198502(26)4.62×1018 aα147Pm5/2+0.4781(6)
151mEu196.245(10) keV58.9(5) µs11/2-
152Eu6389151.9217445(26)13.537(6) aε (72.09%), β+ (0.027%)152Sm3-
β (27.9%)152Gd
152m1Eu45.5998(4) keV9.3116(13) hβ (72%)152Gd0-
β+ (28%)152Sm
152m2Eu65.2969(4) keV0.94(8) µs1-
152m3Eu78.2331(4) keV165(10) ns1+
152m4Eu89.8496(4) keV384(10) ns4+
152m5Eu147.86(10) keV96(1) min8-
153Eu[n 5]6390152.9212303(26)觀測上穩定[n 6]5/2+0.5219(6)
154Eu[n 5]6391153.9229792(26)8.593(4) aβ (99.98%)154Gd3-
ε (.02%)154Sm
154m1Eu145.3(3) keV46.3(4) minIT154Eu(8-)
154m2Eu68.1702(4) keV2.2(1) µs2+
155Eu[n 5]6392154.9228933(27)4.7611(13) aβ155Gd5/2+
156Eu[n 5]6393155.924752(6)15.19(8) dβ156Gd0+
157Eu6394156.925424(6)15.18(3) hβ157Gd5/2+
158Eu6395157.92785(8)45.9(2) minβ158Gd(1-)
159Eu6396158.929089(8)18.1(1) minβ159Gd5/2+
160Eu6397159.93197(22)#38(4) sβ160Gd1(-)
161Eu6398160.93368(32)#26(3) sβ161Gd5/2+#
162Eu6399161.93704(32)#10.6(10) sβ162Gd
163Eu63100162.93921(54)#6# sβ163Gd5/2+#
164Eu63101163.94299(64)#2# sβ164Gd
165Eu63102164.94572(75)#1# sβ165Gd5/2+#
166Eu63103165.94997(86)#400# msβ166Gd
167Eu63104166.95321(86)#200# msβ167Gd5/2+#

備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明,只是理論推測而已,而用括號括起來的代表數據不確定性。


同位素列表
釤的同位素銪的同位素釓的同位素

註釋编辑

  1. ^ 半衰期超过宇宙年龄(几乎稳定)的同位素以粗体显示
  2. ^ 缩写:
    EC:电子捕获
    IT:核異構轉變
  3. ^ 稳定同位素以粗体显示,几乎稳定(半衰期超过宇宙年龄)的同位素以粗斜体显示
  4. ^ 原始英语Primordial nuclide放射性核素
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 裂变产物
  6. ^ 被认为会α衰变149Pm

参考文獻编辑

  1. ^ Meija, Juris; et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ Belli, P.; et al. Search for α decay of natural europium. Nuclear Physics A. 2007, 789: 15–29. Bibcode:2007NuPhA.789...15B. doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001. 
  3. ^ 3.0 3.1 Nucleonica. Nucleonica: Universal Nuclide Chart. Nucleonica: Universal Nuclide Chart. Nucleonica. 2007–2011 [2011-07-22]. (原始内容存档于2017-02-19). 
  4. ^ Tables of Nuclear Data页面存档备份,存于互联网档案馆), Japan Atomic Energy Agency
  5. ^ Oh, S.Y.; Chang, J.; Mughabghab, S. Neutron cross section evaluations of fission products below the fast energy region. 2000. doi:10.2172/759039. 
  6. ^ Inghram, Mark; Hayden, Richard; Hess, David. Activities Induced by Pile Neutron Bombardment of Samarium. Physical Review. 1947, 71 (9): 643–643. Bibcode:1947PhRv...71..643I. doi:10.1103/PhysRev.71.643. 
  7. ^ Hayden, Richard; Reynolds, John; Inghram, Mark. Reactions Induced by Slow Neutron Irradiation of Europium. Physical Review. 1949, 75 (10): 1500–1507. Bibcode:1949PhRv...75.1500H. doi:10.1103/PhysRev.75.1500. 
  8. ^ Meinke, W. W.; Anderson, R. E. Activation Analysis of Several Rare Earth Elements. Analytical Chemistry. 1954, 26 (5): 907–909. doi:10.1021/ac60089a030. 
  9. ^ Farrar, H; Tomlinson, R.H. Cumulative yields of the heavy fragments in U235 thermal neutron fission. Nuclear Physics. 1962, 34 (2): 367–381. Bibcode:1962NucPh..34..367F. doi:10.1016/0029-5582(62)90227-4. 
  10. ^ Inghram, Mark; Hayden, Richard; Hess, David. U235 Fission Yields in the Rare Earth Region. Physical Review. 1950, 79 (2): 271–274. Bibcode:1950PhRv...79..271I. doi:10.1103/PhysRev.79.271. 
  11. ^ Fajans, Kasimir; Voigt, Adolf. A Note on the Radiochemistry of Europium. Physical Review. 1941, 60 (7): 533–534. Bibcode:1941PhRv...60..533F. doi:10.1103/PhysRev.60.533.2. 
  12. ^ 存档副本. [2015-09-20]. (原始内容存档于2017-02-19). 
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