نظائر الراديوم

لا يمتلك الراديوم ( 88Ra ) نظائر مستقرة أو شبه مستقرة ، وبالتالي لا يمكن تحديد وزن ذري قياسي له. أما أطول نظائر الراديوم عمراً وأكثرها شيوعاً فهو 226Ra ، ويبلغ عمر النصف له 10000 ميكرومتر .1600  سنة ، وهو ما يقع في سلسلة تحلل 238 U (سلسلة اليورانيوم أو الراديوم).

يحتوي الراديوم الآن على 34 نظيراً معروفاً تتراوح من 201 Ra إلى 234 Ra.

في بدايات دراسة النشاط الإشعاعي، أُطلقت أسماء مختلفة على النظائر الطبيعية للراديوم (كما هو الحال مع العناصر المشعة الأخرى)، إذ لم يُستخدم مفهوم النظائر إلا في أعمال فريدريك سودي العلمية في العقدين الأولين من القرن العشرين. [ 3 ] في هذا السياق، سُمّي الراديوم -223  بالأكتينيوم X (AcX)، والراديوم -224 بالثوريوم  X (ThX)، والراديوم -226 بالراديوم (Ra)، والراديوم -228 بالميزوثوريوم 1 (MsTh 1 ). [ 4 ] وعندما تبيّن أن جميع هذه النظائر هي نظائر لنفس العنصر، هُجرت العديد من هذه الأسماء، وأصبح مصطلح "الراديوم" يُشير إلى جميع النظائر، وليس فقط الراديوم -226 ، [ 5 ] مع أن الميزوثوريوم 1 تحديدًا استُخدم لفترة من الزمن، مع توضيح في الحاشية أنه يُشير إلى الراديوم -228 . [ 6 ] أُطلقت أسماء تاريخية على نواتج تحلل الراديوم-226 المعروفة، بما في ذلك "الراديوم"، [ 7 ] بدءًا من انبعاث الراديوم، ثم من الراديوم أ إلى الراديوم ج، حيث يشير الحرف تقريبًا إلى مدى بُعدها في السلسلة عن نظيرتها الأصلية. [ أ ]

في عام 2013، تم اكتشاف أن نواة الراديوم-224 على شكل كمثرى. [ 9 ] وكان هذا أول اكتشاف لنواة غير متناظرة.

قائمة النظائر

النظير [ n 1 ]الاسم التاريخيZشمالالكتلة النظيرية ( دالتون ) [ 10 ] [ n2 ] [ n3 ]سنة الاكتشاف [ 11 ] [ 12 ]نصف العمر [ 1 ]نمط الاضمحلال [ 1 ] [ n 4 ]النظير الناتج [ n 5 ]الدوران والتكافؤ [ 1 ] [ n 6 ] [ n 7 ]الوفرة النظائرية
طاقة الإثارة [ n 7 ]
201 را88113201.012815(22)200520(30)  مللي ثانيةα197 رن(3/2−)
201 متر Ra263(26)  كيلو إلكترون فولت20146(5)  مللي ثانيةα197 رن13/2+
202 را88114202.009742(16)20054.1(11)  مللي ثانيةα198 رن0+
203 را88115203.009234(10)199636(13)  مللي ثانيةα199 رن3/2−
203 متر Ra246(14)  كيلو إلكترون فولت199625(5)  مللي ثانيةα199 رن13/2+
204 را88116204.0065069(96)199560(9)  مللي ثانيةα200 رن0+
205 را88117205.006231(24)1987220(50)  مللي ثانيةα201 Rn3/2−
205 متر را263(25)  كيلو إلكترون فولت1996180(50)  مللي ثانيةα201 Rn13/2+
206 را88118206.003828(19)19670.24(2)  ثانيةα202 Rn0+
207 را88119207.003772(63)19671.38(18)  ثانيةα (86٪)203 رن5/2−#
β + (14٪)207 فرنك فرنسي
207 متر Ra560(60)  كيلو إلكترون فولت198757(8)  مللي ثانيةتكنولوجيا المعلومات (85٪#)207 را13/2+
α (؟%)203 متر ران
β +  ؟207 فرنك فرنسي
208 را88120208.0018550(97)19671.110(45)  ثانيةα (87٪)204 رن0+
β + (13٪)208 فرنك فرنسي
208 متر Ra2147.4(4)  كيلو إلكترون فولت2005263(17)  nsهو - هي208 را(8+)
209 را88121209.0019949(62)19674.71(8)  ثانيةα (90٪)205 رن5/2−
209 متر Ra882.4(7)  كيلو إلكترون فولت2008117(5)  ميكروثانيةα (90٪)205 رن13/2+
β + (10٪)209 فرنك فرنسي
210 را88122210.0004754(99)19674.0(1)  ثانيةα206 رن0+
210 متر Ra2050.9(7)  كيلو إلكترون فولت20042.29(3)  ميكروثانيةهو - هي210 را8+
211 را88123211.0008930(53)196712.6(12)  ثانيةα207 رن5/2−
211 متر Ra1198.1(8)  كيلو إلكترون فولت20049.5(3)  ميكروثانيةهو - هي211 را13/2+
212 را88124211.999787(11)196713.0(2)  sα208 رن0+
β +  ؟212 فرنك فرنسي
212م1 را1958.4(20)  كيلو إلكترون فولت19869.3(9)  ميكروثانيةهو - هي212 را8+
212 متر مربع Ra2613.3(20)  كيلو إلكترون فولت19860.85(13)  ميكروثانيةهو - هي212 را11-
213 را88125213.000371(11)19552.73(5)  دقيقةα (87٪)209 رننصف -
β + (13٪)213 فرنك فرنسي
213 متر Ra1768(4)  كيلو إلكترون فولت19762.20(5)  مللي ثانيةتكنولوجيا المعلومات (99.4%)213 را(17/2−)
α (0.6%)209 رن
214 را88126214.0000996(56)19662.437(16)  ثانيةα (99.941%)210 رن0+
β + (0.059%)214 فرنك فرنسي
214م1 را1819.7(18)  كيلو إلكترون فولت1992118(7)  nsهو - هي214 را6+
214 متر مربع Ra1865.2(18)  كيلو إلكترون فولت197467.3(15)  ميكروثانيةتكنولوجيا المعلومات (99.91%)214 را8+
α (0.09%)210 رن
214م3 را2683.2(18)  كيلو إلكترون فولت1979295(7)  nsهو - هي214 را11-
214م4 را3478.4(18)  كيلو إلكترون فولت1979279(4)  nsهو - هي214 را14+
214م5 را4146.8(18)  كيلو إلكترون فولت1979225(4)  nsهو - هي214 را17-
214م6 را6577.0(18)  كيلو إلكترون فولت1992128(4)  nsهو - هي214 را(25−)
215 را88127215.0027182(77)19661.669(9)  مللي ثانيةα211 Rn9/2+#
215م1 را1877.8(3)  كيلو إلكترون فولت19887.31(13)  ميكروثانيةهو - هي215 را(25/2+)
215 متر مربع Ra2246.9(4)  كيلو إلكترون فولت19981.39(7)  ميكروثانيةهو - هي215 را(29/2−)
215 م3 را3807(50)#  كيلو إلكترون فولت1998555(10)  nsهو - هي215 را(43/2−)
216 را88128216.0035335(86)1972172(7)  nsα212 Rn0+
EC (<1×10 −8 %)216 فرنك فرنسي
217 را88129217.0063227(76)19701.95(12)  ميكروثانيةα213 Rn(9/2+)
218 را88130218.007134(11)197025.91(14)  ميكروثانيةα214 رن0+
219 را88131219.0100847(73)19529(2)  مللي ثانيةα215 رن(7/2)+
219 متر Ra16.7(8)  كيلو إلكترون فولت201810(3)  مللي ثانيةα215 رن(11/2)+
220 را88132220.0110275(82)194918.1(12)  مللي ثانيةα216 Rn0+
221 را88133221.0139173(05)194925(4)  sα217 Rn5/2+أثر [ ن 8 ]
CD (1.2×10 −10 %) [ n 9 ]207 Pb 14 C
222 را88134222.0153734(48)194833.6(4)  sα218 Rn0+
CD (3.0×10 −8 %)208 Pb 14 C
223 Ra [ n 10 ]أكتينيوم إكس88135223.0185006(22)190511.4352(10)  دα219 رن3/2+أثر [ رقم 11 ]
CD (8.9×10 −8 %)209 Pb 14 C
224 راثوريوم إكس88136224.0202104(19)19023.6316(14)  دα220 رن0+أثر [ رقم 12 ]
CD (4.0×10 −9 %)210 Pb 14 C
225 را88137225.0236105(28)194714.82(19)  دβ 225 فداننصف+أثر [ رقم 13 ]
α (0.0026%) [ 2 ] [ n 14 ]221 Rn
226 راالراديوم [ ن 15 ]88138226.0254082(21)18981600(7)  yα [ n 16 ]222 Rn0+أثر [ رقم 17 ]
CD (2.6×10 −9 %)212 Pb 14 C
227 را88139227.0291762(21)195342.2(5)  دقيقةβ 227 فدان3/2+
228 راميزوثوريوم 188140228.0310686(21)19075.75(3)  صβ 228 فدان0+أثر [ رقم 12 ]
229 را88141229.034957(17)19754.0(2)  دقيقةβ 229 فدان5/2+
230 را88142230.037055(11)197893(2)  دقيقةβ 230 فدان0+
231 را88143231.041027(12)1985104(1)  sβ 231 فدان(5/2+)
231 متر را66.21(9)  كيلو إلكترون فولت2001~53  ميكروثانيةهو - هي231 را(نصف+)
232 را88144232.0434753(98)19834.0(3)  دقيقةβ 232 فدان0+
233 را88145233.0475946(92)199030(5)  sβ 233 فداننصف رطل
234 را88146234.0503821(90)199030(10)  ثانيةβ 234 فدان0+
رأس وتذييل هذا الجدول:
  1. m Raنظير 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. أنماط التحلل:
    المفوضية الأوروبية:التقاط الإلكترون
    قرص مضغوط:اضمحلال التجمعات
    هو - هي:التحول المتماثل
  5. رمز غامق كعلامة فرعية المنتج الفرعي مستقر. 
  6. () قيمة الدوران - تشير إلى الدوران مع وسائط التعيين الضعيفة. 
  7. 1 2 # القيم المميزة بـ # ليست مستمدة بشكل كامل من البيانات التجريبية، ولكنها مستمدة جزئيًا على الأقل من اتجاهات النوى المجاورة (TNN). 
  8. ناتج تحلل وسيط لنظير النبتونيوم -237
  9. أخف نظير معروف يخضع لتحلل عنقودي
  10. يستخدم لعلاج سرطان العظام
  11. ناتج تحلل وسيطلليورانيوم 235
  12. 1 2 ناتج تحلل وسيط للثوريوم 232
  13. ناتج تحلل وسيط لنظير النبتونيوم -237
  14. القيمة 0.026%، الموجودة في أماكن أخرى، هي خطأ مطبعي. البيانات الأصلية مذكورة هنا.
  15. مصدر اسم العنصر
  16. قادر نظريًا علىالتحلل β − β − ​​إلى 226 Th
  17. ناتج تحلل وسيط لليورانيوم -238

الأكتينيدات مقابل نواتج الانشطار

الأكتينيدات [ 13 ] عن طريق سلسلة التحلل نطاق نصف العمر ( أ )نواتج انشطار اليورانيوم 235 حسب العائد [ 14 ]
4 ن (الثوريوم)4 ن + 1 (النبتونيوم)4 ن + 2 (راديوم)4 ن + 3 (أكتينيوم)4.5–7%0.04–1.25%أقل من 0.001%
228 Ra4-6  أ155 يورو+
248 Bk [ 15 ]>  9  أ
244 سم241 Puƒ250 قدم مكعب227 Ac10-29  أ90 Sr85 كرونة113 م Cd+
232 Uƒ238 Puƒ243 سمƒ29–97  أ137 سيزيوم151 سم+121 متر قصدير
249 Cfƒ242 مترصباحًا141–351  أ

لا يوجد من نواتج الانشطار نصف عمر في نطاق 100 ألف  سنة إلى 210 ألف  سنة ...

241 صباحًا251 Cfƒ [ 16 ]430–900  أ
226 Ra247 كتاب1.3–1.6  ألف سنة
240 بو229246 سم243 صباحًا4.7–7.4  ألف سنة
245 سم250 سم8.3–8.5  ألف سنة
239 بوƒ24.1  ألف
230 Th231 باسكالرقم32-76  ألف سنة
236 Npƒ233 Uƒ234 يورقم150-250 ألف  سنة99 Tc126 Sn
248 سم242 بو327–375  ألف سنة79 Se
1.33  مليون135 سيزيوم
237 Npƒ1.61–6.5  مليون سنة93 زركونيوم107 Pd
236 يو247 سم15-24 مليون  سنة129 I
244 بو80  مليون

... ولا يتجاوز 15.7 مليون  سنة [ 17 ]

232 Th238 يورقم235 Uƒ№0.7–14.1  مليار سنة

مراجع

  1. 1 2 3 4 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 ليانغ، سي إف؛ باريس، بي؛ شيلين، آر كيه (19-09-2000). "تحلل ألفا للراديوم -225 ". مجلة Physical Review C. 62 ( 4) 047303. الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS). Bibcode : 2000PhRvC..62d7303L . doi : 10.1103/physrevc.62.047303 . ISSN 0556-2813 . 
  3. ناجل، ميريام سي. (سبتمبر 1982). "فريدريك سودي: من الخيمياء إلى النظائر" . مجلة التعليم الكيميائي . 59 (9): 739. Bibcode : 1982JChEd..59..739N . doi : 10.1021/ed059p739 . ISSN 0021-9584 . 
  4. كيربي، إتش دبليو وسالوتسكي، موريل إل. (ديسمبر 1964). الكيمياء الإشعاعية للراديوم (تقرير). مع الإشارة إلى قسم الوثائق الحكومية بمكتبات جامعة شمال تكساس. ص 3 عبر مكتبة جامعة شمال تكساس الرقمية. مصدر بديل: https://sgp.fas.org/othergov/doe/lanl/lib-www/books/rc000041.pdf
  5. جيونتا، كارمن ج. (2017). "النظائر: تحديد المنشور الرائد (1)" (ملف PDF) . نشرة تاريخ الكيمياء . 42 (2): 103-111 . doi : 10.70359/bhc2017v042p103 .
  6. لوني، ويليام ب . (1958). "آثار الراديوم على الإنسان" . مجلة ساينس . 127 (3299): 630-633 . Bibcode : 1958Sci...127..630L . doi : 10.1126/science.127.3299.630 . ISSN 0036-8075 . JSTOR 1755774. PMID 13529029 .   
  7. ميتشل، إس. أ. (1913). "هل يوجد الراديوم في الشمس؟" . علم الفلك الشعبي . 21 : 321-331 . رمز Bibcode : 1913PA.....21..321M .
  8. كون، و. (1929). "الفصل الثامن والستون: تشتت أشعة غاما للثوريوم ج بواسطة الراديوم ج والرصاص العادي". مجلة لندن وإدنبرة ودبلن الفلسفية ومجلة العلوم . 8 (52): 628. doi : 10.1080/14786441108564923 . ISSN 1941-5982 .   
  9. هيلز، ستيفاني (8 مايو 2013). "أولى الملاحظات على النوى الذرية قصيرة العمر ذات الشكل الكمثري" . سيرن .
  10. 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 .
  11. مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النويدات، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2279152 .
  12. مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النوى، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2572219 .
  13. بالإضافة إلى الراديوم (العنصر 88). على الرغم من كونه من العناصر شبه الأكتينية، إلا أنه يسبق الأكتينيوم (89) مباشرةً، ويأتي بعد فجوة عدم استقرار ثلاثية العناصر بعد البولونيوم (84)، حيث لا توجد نظائر ذات عمر نصفي لا يقل عن أربع سنوات (أطول نظير عمري في هذه الفجوة هو الرادون-222 بعمر نصفي أقل من أربعة أيام ). لذا، فإن أطول نظائر الراديوم عمرًا، والذي يبلغ 1600 عام، يستحق إدراجه هنا.
  14. على وجه التحديد من الانشطار النيوتروني الحراري لليورانيوم-235، على سبيل المثال في مفاعل نووي نموذجي .
  15. ميلستيد، ج.؛ فريدمان، أ.م.؛ ستيفنز، س.م. (1965). "عمر النصف ألفا للبركليوم-247؛ نظير جديد طويل العمر للبركليوم-248". الفيزياء النووية . 71 (2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016/0029-5582(65)90719-4 .كشفت التحليلات النظائرية عن وجود نوع من النظائر ذات الكتلة 248 بوفرة ثابتة في ثلاث عينات تم تحليلها على مدى حوالي 10 أشهر. وقد عُزي ذلك إلى نظير من Bk 248 بنصف عمر يزيد عن 9 سنوات. لم يُرصد أي نمو لـ Cf 248 ، ويمكن تحديد الحد الأدنى لنصف عمر جسيمات بيتا السالبة بحوالي 10⁴ سنوات . لم يُرصد أي نشاط جسيمات ألفا يُعزى إلى النظير الجديد؛ ومن المرجح أن يكون نصف عمر جسيمات ألفا أكبر من 300 سنة.
  16. هذا هو أثقل نظير مشع بنصف عمر لا يقل عن أربع سنوات قبل " بحر عدم الاستقرار ".
  17. باستثناء تلك النوى " المستقرة كلاسيكيا " ذات فترات نصف العمر التي تتجاوز بكثير فترة نصف عمر 232 Th؛ على سبيل المثال، في حين أن 113m Cd له فترة نصف عمر تبلغ أربعة عشر عامًا فقط، فإن فترة نصف عمر 113 Cd تبلغ ثمانية كوادريليون عام.

ملحوظات

  1. انبعاث الراديوم = 222 Rn، RaA = 218 Po، RaB = 214 Pb، RaC = 214 Bi، RaC' = 214 Po، RaC" = 210 Tl، RaD = 210 Pb، RaE = 210 Bi، RaF = 210 Po، و RaG = 206 Pb (مستقر، ينهي السلسلة). [ 8 ]