نظائر الغادولينيوم

الغادولينيوم

يتكون الغادولينيوم الطبيعي ( 64Gd ) من ستة نظائر مستقرة ، هي 154Gd و 155 Gd و 156 Gd و 157 Gd و 158 Gd و 160 Gd، بالإضافة إلى نظير مشع طويل العمر هو 152Gd ، حيث يُعدّ 158Gd الأكثر وفرة (بنسبة 24.84% من الوفرة الطبيعية ). ولم يُرصد حتى الآن التحلل المزدوج بيتا المتوقع لنظير 160Gd .

تم تحديد 32 نظيرًا مشعًا من الغادولينيوم، وأكثرها استقرارًا ثلاثة نظائر تُصدر جسيمات ألفا: 152Gd (موجود طبيعيًا) بنصف عمر يبلغ 1.08 × 10¹⁴ سنة ، و 150 Gd بنصف عمر يبلغ 1.79 × 10⁶ سنة ، و 148 Gd (غير مستقر نظريًا لجسيمات بيتا ) بنصف عمر يبلغ 86.9 سنة. أما باقي النظائر المشعة، فنصف عمرها أقل من سنة، ومعظمها أقل من دقيقتين. كما يوجد 16 نظيرًا شبه مستقر ، وأكثرها استقرارًا هي 143mGd (نصف عمره 110 ثوانٍ)، و 145 mGd ( نصف عمره 85 ثانية)، و 141 mGd (نصف عمره 24.5 ثانية).

تتحلل النظائر ذات الكتل الذرية الأقل من النظير المستقر الأكثر وفرة، وهو الغادولينيوم -158 ، بشكل أساسي عن طريق التقاط الإلكترون إلى نظائر اليوروبيوم . أما بالنسبة للنظائر ذات الكتل الذرية الأعلى، فإن نمط التحلل الأساسي هو تحلل بيتا إلى نظائر التيربيوم .

قائمة النظائر

النظير [ n 1 ]Zشمالالكتلة النظيرية ( دالتون ) [ 5 ] [ n2 ] [ n3 ]سنة الاكتشاف [ 6 ] [ 7 ]نصف العمر [ 1 ] [ n 4 ] [ n 5 ]نمط الاضمحلال [ 1 ] [ n 6 ]النظير الناتج [ n 7 ] [ n 8 ]الدوران والتكافؤ [ 1 ] [ n 9 ] [ n 5 ]الوفرة الطبيعية ( الكسر المولي) 
طاقة الإثارة [ n 5 ]النسبة الطبيعية [ 1 ]نطاق التباين
133 Gd [ 8 ]6469132.96129(54)#202610#  مللي ثانية [>310  نانو ثانية]5/2+#
134 Gd [ 8 ]6470133.95542(43)#2026400#  مللي ثانية [>310  نانو ثانية]0+
135 جنيهًا إسترلينيًا6471134.95250(43)#19961.1(2)  sβ + (98٪)135 يورو(5/2+)
β + ، p (98%)134 سم
136 Gd [ 8 ]6472135.94730(32)#20261#  ثانية [>310  نانوثانية]β + ؟136 يورو0+
β + ، p؟135 سم
137 جنيهًا إسترلينيًا6473136.94502(32)#19992.2(2)  sβ +137 يورو(7/2)+#
β + ، p ؟136 سم
138 جنيهًا إسترلينيًا6474137.94025(22)#19854.7(9)  ثانيةβ +138 يورو0+
138 متر Gd2232.6(11)  كيلو إلكترون فولت19976.2(0.2)  ميكروثانيةهو - هي138 جنيهًا إسترلينيًا(8−)
139 جنيهًا إسترلينيًا6475138.93813(21)#19835.7(3)  sβ +139 يورو9/2−#
β + ، p؟138 سم
139م غادو [ ن 10 ]250(150)#  كيلو إلكترون فولت19994.8(9)  ثانيةβ +139 يورونصف رطل
β + ، p؟138 سم
140 جنيهًا إسترلينيًا6476139.933674(30)198515.8(4)  sβ + (67(8)%)140 يورو0+
EC (33(8)%)
141 جنيهًا إسترلينيًا6477140.932126(21)198614(4)  sβ + (99.97%)141 يورو(نصف+)
β + ، p (0.03%)140 سم
141 متر Gd377.76(9)  كيلو إلكترون فولت198924.5(5)  ثانيةβ + (89٪)141 يورو(11/2−)
تكنولوجيا المعلومات (11٪)141 جنيهًا إسترلينيًا
142 جنيهًا إسترلينيًا6478141.928116(30)198670.2(6)  sEC (52(5)%)142 يورو0+
β + (48(5)%)
143 جنيهًا إسترلينيًا6479142.92675(22)197539(2)  sβ +143 يورونصف+
β + ، p؟142 سم
β + ، α ؟139 مساءً
143 متر Gd152.6(5)  كيلو إلكترون فولت1975110.0(14)  ثانيةβ +143 يورو11/2−
β + ، p؟142 سم
β + ، α ؟139 مساءً
144 جنيهًا إسترلينيًا6480143.922963(30)19684.47(6)  دقيقةβ +144 يورو0+
144 متر Gd3433.1(5)  كيلو إلكترون فولت1978145(30)  nsهو - هي144 جنيهًا إسترلينيًا(10+)
145 جنيهًا إسترلينيًا6481144.921710(21)195923.0(4)  دقيقةβ +145Eu1/2+
145mGd749.1(2) keV196985(3) sIT (94.3%)145Gd11/2−
β+ (5.7%)145Eu
146Gd6482145.9183185(44)195748.27(9) dEC146Eu0+
147Gd6483146.9191010(20)195738.06(12) hβ+147Eu7/2−
147mGd8587.8(5) keV1978510(20) nsIT147Gd49/2+
148Gd6484147.9181214(16)195386.9(39) y[2]α[n 11]144Sm0+
149Gd6485148.9193477(36)19519.28(10) dβ+149Eu7/2−
α (4.3×10−4%)145Sm
150Gd6486149.9186639(65)19531.79(8)×106 yα[n 12]146Sm0+
151Gd6487150.9203549(32)1950123.9(10) dEC151Eu7/2−
α (1.1×10−6%)147Sm
152Gd[n 13]6488151.9197984(11)19381.08(8)×1014 yα[n 14]148Sm0+0.0020(1)
153Gd6489152.9217569(11)1947240.6(7) dEC153Eu3/2−
153m1Gd95.1737(8) keV19793.5(4) μsIT153Gd9/2+
153m2Gd171.188(4) keV196776.0(14) μsIT153Gd(11/2−)
154Gd[n 15]6490153.9208730(11)1938Observationally Stable[n 16]0+0.0218(2)
155Gd[n 15]6491154.9226294(11)1933Observationally Stable[n 17]3/2−0.1480(9)
155mGd121.10(19) keV196731.97(27) msIT155Gd11/2−
156Gd[n 15]6492155.9221301(11)1933Stable0+0.2047(3)
156mGd2137.60(5) keV19691.3(1) μsIT156Gd7-
157Gd[n 15]6493156.9239674(10)1933Stable3/2−0.1565(4)
157m1Gd63.916(5) keV1964460(40) nsIT157Gd5/2+
157m2Gd426.539(23) keV196718.5(23) μsIT157Gd11/2−
158Gd[n 15]6494157.9241112(10)1933Stable0+0.2484(8)
159Gd[n 15]6495158.9263958(11)194918.479(4)  ساعةβ 159 تيرابايت3/2−
160 غادولينيوم [ رقم 15 ]6496159.9270612(12)1933مستقر من الناحية الرصدية [ ن 18 ]0+0.2186(3)
161 جنيهًا إسترلينيًا6497160.9296763(16)19493.646(3)  دقيقةβ 161 تيرابايت5/2−
162 جنيهًا إسترلينيًا6498161.9309918(43)19678.4(2)  دقيقةβ 162 تيرابايت0+
163 جنيهًا إسترلينيًا6499162.93409664(86)198268(3)  sβ 163 تيرابايت7/2+
163 متر Gd138.22(20)  كيلو إلكترون فولت201423.5(10)  ثانيةهو - هي؟163 جنيهًا إسترلينيًانصف -
β 163 تيرابايت
164 جنيهًا إسترلينيًا64100163.9359162(11)198845(3)  sβ 164 تيرابايت0+
164 متر Gd1095.8(4)  كيلو إلكترون فولت2017589(18)  nsهو - هي164 جنيهًا إسترلينيًا(4−)
165 جنيهًا إسترلينيًا64101164.9393171(14)199811.6(10)  ثانيةβ 165 تيرابايت1/2−#
166 جنيهًا إسترلينيًا64102165.9416304(17)20055.1(8)  sβ 166 تيرابايت0+
166 متر Gd1601.5(11)  كيلو إلكترون فولت2014950(60)  nsهو - هي166 جنيهًا إسترلينيًا(6−)
167 جنيهًا إسترلينيًا64103166.9454900(56)20124.2(3)  sβ 167 تيرابايت5/2−#
168 جنيهًا إسترلينيًا64104167.94831(32)#20123.03(16)  ثانيةβ 168 تيرابايت0+
169 جنيهًا إسترلينيًا64105168.95288(43)#2012750(210)  مللي ثانيةβ 169 تيرابايت7/2−#
β ، ن؟ (<0.7٪) [ 9 ]168 تيرابايت
170 جنيهًا إسترلينيًا64106169.95615(54)#2012675 +94 −75  مللي ثانية [ 9 ]β 170 تيرابايت0+
β ، ن؟ (<3٪) [ 9 ]169 تيرابايت
171 جنيهًا إسترلينيًا64107170.96113(54)#2018392 +145 −136  مللي ثانية [ 9 ]β 171 تيرابايت9/2+#
β ، ن؟ (<10٪) [ 9 ]170 تيرابايت
172 جنيهًا إسترلينيًا64108171.96461(32)#2022163 +113 −99  مللي ثانية [ 9 ]β 172 تيرابايت0+#
β ، ن؟ (<50٪) [ 9 ]171 تيرابايت
173 Gd [ 10 ]641092026>310  نانوثانية
رأس وتذييل هذا الجدول:
  1. m Gdنظير نووي مثار. 
  2. () يتم إعطاء عدم اليقين (1 σ ) بشكل موجز بين قوسين بعد الأرقام الأخيرة المقابلة. 
  3. # الكتلة الذرية المميزة بـ # : القيمة وعدم اليقين مستمدان ليس من البيانات التجريبية البحتة، ولكن جزئيًا على الأقل من الاتجاهات من سطح الكتلة (TMS). 
  4. نصف العمر بالخط العريض شبه مستقر، نصف العمر أطول من عمر الكون . 
  5. 1 2 3 # القيم المميزة بـ # ليست مستمدة بشكل كامل من البيانات التجريبية، ولكنها مستمدة جزئيًا على الأقل من اتجاهات النوى المجاورة (TNN). 
  6. أنماط التحلل:
    المفوضية الأوروبية:التقاط الإلكترون
    هو - هي:التحول المتماثل
  7. رمز مائل غامق كعلامة ابنة المنتج الناتج عن الابنة مستقر تقريبًا. 
  8. رمز غامق كعلامة فرعية المنتج الفرعي مستقر. 
  9. () قيمة الدوران - تشير إلى الدوران مع وسائط التعيين الضعيفة. 
  10. ترتيب الحالة الأرضية والمتماثل غير مؤكد.
  11. يُفترض أيضًا أن يخضع لتحلل β + β + إلى 148 Sm أو EC إلى 148 Eu
  12. يُفترض أيضًا أن يخضع لتحلل β + β + إلى 150 Sm
  13. النظير المشع البدائي
  14. يُفترض أيضًا أن يخضع لتحلل β + β + إلى 152 Sm
  15. 1 2 3 4 5 6 7 ناتج الانشطار
  16. يُعتقد أنه يخضع لتحلل ألفا إلى 150 سم
  17. يُعتقد أنه يخضع لتحلل ألفا إلى 151 Sm
  18. يُعتقد أنه يخضع لتحلل بيتا - بيتا-إلى 160 ديسبروسيوم بنصف عمر يزيد عن 3.1 × 10 ^ 19 سنة

الغادولينيوم-148

باعتباره باعثًا نقيًا لجسيمات ألفا بنصف عمر يبلغ يبلغ عمر الغادولينيوم-148 حوالي 86.9 ± 3.9 سنة (وهو نفس عمر البلوتونيوم-238 ضمن هامش الخطأ)، [ 2 ] مما يجعله مثاليًا لمولدات الطاقة الكهروحرارية التي تعمل بالنظائر المشعة . مع ذلك، لا يمكن تصنيع الغادولينيوم-148 بكميات كافية لتشغيل مولدات الطاقة الكهروحرارية بالنظائر المشعة بتكلفة اقتصادية. [ 11 ]

الغادولينيوم-153

يبلغ عمر النصف للغادولينيوم-153 حوالي 240.6  يومًا، ويُصدر إشعاع غاما بقمم قوية عند 41 كيلو إلكترون فولت و102  كيلو إلكترون فولت. يُستخدم كمصدر لأشعة غاما في قياس امتصاص الأشعة السينية والتألق، وفي قياس كثافة العظام للكشف عن هشاشة العظام ، وفي التنميط الإشعاعي في نظام التصوير بالأشعة السينية المحمول Lixiscope، المعروف أيضًا باسم Lixi Profiler. في الطب النووي ، يُستخدم لمعايرة الأجهزة اللازمة، مثل أنظمة التصوير المقطعي المحوسب بانبعاث الفوتون المفرد (SPECT)، لإنتاج صور الأشعة السينية . يضمن هذا الاستخدام عمل الأجهزة بشكل صحيح لإنتاج صور لتوزيع النظائر المشعة داخل جسم المريض. يُنتج هذا النظير في مفاعل نووي من اليوروبيوم أو الغادولينيوم المخصب . [ 12 ] كما يُمكنه الكشف عن نقص الكالسيوم في عظام الورك والظهر، مما يُتيح تشخيص هشاشة العظام. [ 13 ]

انظر أيضاً

منتجات ثانوية أخرى غير الغادولينيوم

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 كونديڤ، إف جي؛ وانغ، إم؛ هوانغ، دبليو جي؛ نعيمي، إس؛ أودي، جي. (2021). "تقييم NUBASE2020 للخواص النووية" (ملف PDF) . الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  2. 1 2 3 شييرا، نادين م.؛ دريسلر، روغارد؛ سبرونغ، بيتر؛ تاليب، زينب؛ شومان، دوروثيا (2023). "تحديد نصف عمر الغادولينيوم-148". الإشعاع التطبيقي والنظائر . 194 110708. دار النشر Elsevier BV. doi : 10.1016/j.apradiso.2023.110708 . ISSN 0969-8043 . 
  3. "الأوزان الذرية القياسية: الغادولينيوم" . CIAAW . 2024.
  4. بروهاسكا، توماس؛ إيرجيهير، جوهانا؛ بينيفيلد، جاكلين؛ بوهلكه، جون ك.؛ تشيسون، ليزلي أ.؛ كوبلين، تايلر ب.؛ دينغ، تيبينغ؛ دان، فيليب جيه إتش؛ غرونينغ، مانفريد؛ هولدن، نورمان إي.؛ ماير، هارو إيه جيه (2022-05-04). "الأوزان الذرية القياسية للعناصر 2021 (تقرير فني من الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 . 
  5. وانغ، مينغ؛ هوانغ، دبليو جيه؛ كونديڤ، إف جي؛ أودي، جي؛ نعيمي، إس. (2021). "تقييم الكتلة الذرية AME 2020 (الجزء الثاني). الجداول والرسوم البيانية والمراجع*". الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  6. مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النويدات، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2279152 .
  7. مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النوى، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2572219 .
  8. 1 2 3 سوزوكي، هـ؛ فوكودا، ن؛ تاكيدا، هـ؛ شيميزو، ي؛ يوشيموتو، م؛ توغانو، ي؛ ساتو، هـ؛ كيتامورا، ن؛ موموتا، س؛ كوساكا، ك؛ ياناغيساوا، ي؛ أوتاكي، م؛ فوكونيشي، ن؛ ميتشيماسا، س (3 فبراير 2026). "اكتشاف نظائر مشعة غنية بالبروتونات في المنطقة Z = 63–70 ناتجة عن تفتت قذيفة شعاع من اليورانيوم-238 بطاقة 345 ميغا إلكترون فولت/نيوكليون" . التقدم في الفيزياء النظرية والتجريبية . 2026 (2). doi : 10.1093/ptep/ptaf190 .
  9. 1 2 3 4 5 6 7 كيس، جي جي؛ فيتيز-سفيتشزر، أ.؛ سايتو، ي.؛ وآخرون . (2022). "قياس خصائص اضمحلال بيتا لنظائر البروميثيوم والساماريوم واليوروبيوم والغادولينيوم الغنية بالنيوترونات لتقييد نواتج التخليق النووي في منطقة العناصر الأرضية النادرة" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 936 (107): 107. Bibcode : 2022ApJ...936..107K . doi : 10.3847/1538-4357/ac80fc . hdl : 2117/375253 . 
  10. ^ سوميكاما، توشيوكي؛ فوكودا، ناوكي؛ كوبو، توشيوكي؛ سوزوكي، هيروشي؛ تاكيدا، هيرويوكي؛ إينابي، ناوهيتو؛ كاميدا، دايسوكي؛ آهن، ديوك سون؛ موراي، دايتشي؛ يوشيدا، كويتشي؛ كوساكا، كينسوكي؛ ياناجيساوا، يوشيوكي؛ أوتاكي، ماساو؛ شيميزو، يوهي. ساتو، يوكي؛ ساتو، هيرومي؛ أوتسو، هيدياكي؛ بابا، هيديتادا؛ لوروسو، جوزيبي؛ سودرستروم، بار أندرس؛ إيزوبي، تاداكي؛ إيماي، نوبواكي؛ موكاي، مومو؛ كيمورا، سوتا؛ مياتاكي، هيرواري؛ إيواسا، ناوهيتو؛ ياغي، أيومي؛ يوكوياما، رين؛ تاراسوف، أوليغ بوريسوفيتش؛ جيسيل ، هانز (15 فبراير 2026). "توسيع آفاق النظائر: رصد سبعة نظائر جديدة غنية بالنيوترونات من العناصر الأرضية النادرة في مصنع ريكين لحزم النظائر المشعة". مجلة الجمعية الفيزيائية اليابانية . 95 (2). doi : 10.7566/JPSJ.95.024202 .
  11. المجلس الوطني للبحوث التابع للأكاديميات الوطنية؛ قسم الهندسة والعلوم الفيزيائية؛ مجلس هندسة الطيران والفضاء؛ مجلس دراسات الفضاء؛ لجنة أنظمة الطاقة بالنظائر المشعة (2009). أنظمة الطاقة بالنظائر المشعة: ضرورة للحفاظ على ريادة الولايات المتحدة في استكشاف الفضاء . CiteSeerX 10.1.1.367.4042 . doi : 10.17226/12653 . ISBN  978-0-309-13857-4.
  12. "مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني: برنامج علوم النظائر - الغادولينيوم-153" . pnl.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-05-2009.
  13. "الجادولينيوم" . مركز موارد الكيمياء في معهد كولومبيا البريطانية للتكنولوجيا. معهد كولومبيا البريطانية للتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 23 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 30 مارس 2011 .