Изотопы 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] ββ 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−#
  1. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 139Ce
  2. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 141Ce
  3. Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в 146Sm или альфа-распад в 142Ce
  4. 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. 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.Открытый доступ
  2. 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.
  3. 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
  4. 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. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  5. 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. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ