French
DeutschИзотопы неодима — Википедия
Изотопы неодима — разновидности химического элемента неодима с разным количеством нейтронов в ядре. Известны изотопы неодима с массовыми числами от 124 до 163 (количество протонов 60, нейтронов от 64 до 103) и 15 ядерных изомеров[1].
Природный неодим состоит из семи изотопов[2]:
- 142Nd с атомным содержанием в природном неодиме 27,153(40) %;
- 143Nd, 12,173(26) %;
- 144Nd, 23,798(19) %;
- 145Nd, 8,293(12) %;
- 146Nd, 17,189(32) %;
- 148Nd, 5,756(21) %;
- 150Nd, 5,638(28) %.
Из них пять стабильны, а два радиоактивны с огромным периодом полураспада, больше возраста Вселенной: 144Nd испытывает альфа-распад с периодом полураспада 2,29(16)⋅1015 лет, а 150Nd — двойной бета-распад с периодом полураспада 9,3(7)⋅1018 лет[1]. Благодаря радиоактивным изотопам, в основном 144Nd, природный неодим обладает незначительной удельной активностью около 10 Бк/кг[3]. Самым долгоживущим из искусственных изотопов является 147Nd с периодом полураспада 11 суток.
Таблица изотопов неодима
[править | править код]| Символ нуклида | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[4] (а. е. м.) | Период полураспада[5] (T1/2) | Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[5] | Распространённость изотопа в природе | Диапазон изменения изотопной распространённости в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | |||||||||
| 124Nd | 60 | 64 | 123,95223(64)# | 500# мс | 0+ | ||||
| 125Nd | 60 | 65 | 124,94888(43)# | 600(150) мс | 5/2(+#) | ||||
| 126Nd | 60 | 66 | 125,94322(43)# | 1# с [>200 нс] | β+ | 126Pr | 0+ | ||
| 127Nd | 60 | 67 | 126,94050(43)# | 1,8(4) с | β+ | 127Pr | 5/2+# | ||
| β+, p (редко) | 126Ce | ||||||||
| 128Nd | 60 | 68 | 127,93539(21)# | 5# с | β+ | 128Pr | 0+ | ||
| β+, p (редко) | 127Ce | ||||||||
| 129Nd | 60 | 69 | 128,93319(22)# | 4,9(2) с | β+ | 129Pr | 5/2+# | ||
| β+, p (редко) | 128Ce | ||||||||
| 130Nd | 60 | 70 | 129,92851(3) | 21(3) с | β+ | 130Pr | 0+ | ||
| 131Nd | 60 | 71 | 130,92725(3) | 33(3) с | β+ | 131Pr | (5/2)(+#) | ||
| β+, p (редко) | 130Ce | ||||||||
| 132Nd | 60 | 72 | 131,923321(26) | 1,56(10) мин | β+ | 132Pr | 0+ | ||
| 133Nd | 60 | 73 | 132,92235(5) | 70(10) с | β+ | 133Pr | (7/2+) | ||
| 133m1Nd | 127,97(11) кэВ | ~70 с | β+ | 133Pr | (1/2)+ | ||||
| 133m2Nd | 176,10(10) кэВ | ~300 нс | (9/2-) | ||||||
| 134Nd | 60 | 74 | 133,918790(13) | 8,5(15) мин | β+ | 134Pr | 0+ | ||
| 134mNd | 2293,1(4) кэВ | 410(30) мкс | (8)- | ||||||
| 135Nd | 60 | 75 | 134,918181(21) | 12,4(6) мин | β+ | 135Pr | 9/2(-) | ||
| 135mNd | 65,0(2) кэВ | 5,5(5) мин | β+ | 135Pr | (1/2+) | ||||
| 136Nd | 60 | 76 | 135,914976(13) | 50,65(33) мин | β+ | 136Pr | 0+ | ||
| 137Nd | 60 | 77 | 136,914567(12) | 38,5(15) мин | β+ | 137Pr | 1/2+ | ||
| 137mNd | 519,43(17) кэВ | 1,60(15) с | ИП | 137Nd | (11/2-) | ||||
| 138Nd | 60 | 78 | 137,911950(13) | 5,04(9) ч | β+ | 138Pr | 0+ | ||
| 138mNd | 3174,9(4) кэВ | 410(50) нс | (10+) | ||||||
| 139Nd | 60 | 79 | 138,911978(28) | 29,7(5) мин | β+ | 139Pr | 3/2+ | ||
| 139m1Nd | 231,15(5) кэВ | 5,50(20) ч | β+ (88,2 %) | 139Pr | 11/2- | ||||
| ИП (11,8 %) | 139Nd | ||||||||
| 139m2Nd | 2570,9+X кэВ | ≥141 нс | |||||||
| 140Nd | 60 | 80 | 139,90955(3) | 3,37(2) сут | ЭЗ | 140Pr | 0+ | ||
| 140mNd | 2221,4(1) кэВ | 600(50) мкс | 7- | ||||||
| 141Nd | 60 | 81 | 140,909610(4) | 2,49(3) ч | β+ | 141Pr | 3/2+ | ||
| 141mNd | 756,51(5) кэВ | 62,0(8) с | ИП (99,95 %) | 141Nd | 11/2- | ||||
| β+ (0,05 %) | 141Pr | ||||||||
| 142Nd | 60 | 82 | 141,9077233(25) | стабилен | 0+ | 0,272(5) | 0,2680-0,2730 | ||
| 143Nd | 60 | 83 | 142,9098143(25) | стабилен (>3,1⋅1018 лет)[n 1][1] | 7/2− | 0,122(2) | 0,1212-0,1232 | ||
| 144Nd | 60 | 84 | 143,9100873(25) | 2,29(16)⋅1015 лет | α | 140Ce | 0+ | 0,238(3) | 0,2379-0,2397 |
| 145Nd | 60 | 85 | 144,9125736(25) | стабилен (>6,0⋅1016 лет)[n 2][1] | 7/2− | 0,083(1) | 0,0823-0,0835 | ||
| 146Nd | 60 | 86 | 145,9131169(25) | стабилен (>1,6⋅1018 лет)[n 3][1] | 0+ | 0,172(3) | 0,1706-0,1735 | ||
| 147Nd | 60 | 87 | 146,9161004(25) | 10,98(1) сут | β− | 147Pm | 5/2− | ||
| 148Nd | 60 | 88 | 147,916893(3) | стабилен (>3,0⋅1018 лет)[n 4][1] | 0+ | 0,057(1) | 0,0566-0,0578 | ||
| 149Nd | 60 | 89 | 148,920149(3) | 1,728(1) ч | β− | 149Pm | 5/2− | ||
| 150Nd | 60 | 90 | 149,920891(3) | 9,3(7)⋅1018 лет[1] | β−β− | 150Sm | 0+ | 0,056(2) | 0,0553-0,0569 |
| 151Nd | 60 | 91 | 150,923829(3) | 12,44(7) мин | β− | 151Pm | 3/2+ | ||
| 152Nd | 60 | 92 | 151,924682(26) | 11,4(2) мин | β− | 152Pm | 0+ | ||
| 153Nd | 60 | 93 | 152,927698(29) | 31,6(10) с | β− | 153Pm | (3/2)− | ||
| 154Nd | 60 | 94 | 153,92948(12) | 25,9(2) с | β− | 154Pm | 0+ | ||
| 154m1Nd | 480(150)# кэВ | 1,3(5) мкс | |||||||
| 154m2Nd | 1349(10) кэВ | >1 мкс | (5−) | ||||||
| 155Nd | 60 | 95 | 154,93293(16)# | 8,9(2) с | β− | 155Pm | 3/2−# | ||
| 156Nd | 60 | 96 | 155,93502(22) | 5,49(7) с | β− | 156Pm | 0+ | ||
| 156mNd | 1432(5) кэВ | 135 нс | 5− | ||||||
| 157Nd | 60 | 97 | 156,93903(21)# | 2# с [>300 нс] | β− | 157Pm | 5/2−# | ||
| 158Nd | 60 | 98 | 157,94160(43)# | 700# мс [>300 нс] | β− | 158Pm | 0+ | ||
| 159Nd | 60 | 99 | 158,94609(54)# | 500# мс | β− | 159Pm | 7/2+# | ||
| 160Nd | 60 | 100 | 159,94909(64)# | 300# мс | β− | 160Pm | 0+ | ||
| 161Nd | 60 | 101 | 160,95388(75)# | 200# мс | β− | 161Pm | 1/2−# | ||
- ↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в 139Ce
- ↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в 141Ce
- ↑ Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в 146Sm или альфа-распад в 142Ce
- ↑ Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в 148Sm или альфа-распад в 144Ce
Пояснения к таблице
[править | править код]- Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
- Индексами 'm' или 'm1', 'm2', 'm3' (рядом с символом) обозначены возбуждённые изомерные состояния нуклида.
- Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.
- ↑ Meija J. et al. Isotopic compositions of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — Vol. 88, no. 3. — P. 293—306. — doi:10.1515/pac-2015-0503.
- ↑ Лисаченко Э. П. Оценка радиологической значимости редкоземельных металлов, имеющих природные радиоактивные изотопы. Архивная копия от 4 мая 2018 на Wayback Machine Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Санкт-Петербург
- ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
- ↑ 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
