ไอโซโทปของโพรมีเทียม
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
โพรมีเทียม ( ) เป็นธาตุสังเคราะห์ยกเว้นในปริมาณเล็กน้อยที่เป็นผลผลิตจาก ปฏิกิริยาฟิ ชชันโดยธรรมชาติของ238Uและ235Uและการสลายตัวแบบอัลฟาของ151Euดังนั้นจึง ไม่สามารถกำหนด น้ำหนักอะตอมมาตรฐานได้ เช่นเดียวกับธาตุ สังเคราะห์ทั้งหมด โพรมีเทียมไม่มีไอโซโทปที่เสถียร มัน ถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปี 1945 เช่นเดียวกับเทคนีเซียม โพรมีเทียมจะมีธาตุที่มีไอโซโทปที่เสถียรอยู่ก่อนและหลังมัน
ไอโซโทปที่รู้จักมีตั้งแต่128 Pm ถึง166 Pm รวมทั้งหมด 39 ไอโซโทป ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ145 Pm มีครึ่งชีวิต 17.7 ปี146 Pm มีครึ่งชีวิต 5.53 ปี และ147 Pm (ไอโซโทปทั่วไป) มีครึ่งชีวิต 2.6234 ปี143 Pm และ144 Pm ก็มีอายุขัยที่ยาวนานเช่นกัน แม้ว่าจะยังไม่ทราบแน่ชัดนัก โดยอยู่ในช่วงประมาณหนึ่งปี แต่ไอโซโทปอื่นๆ ทั้งหมดมีครึ่งชีวิตน้อยกว่าหกวัน โดยส่วนใหญ่น้อยกว่าไม่กี่นาที นอกจากนี้ยังมีสถานะเมตา ที่รู้จักอีก 24 สถานะ โดยสถานะที่เสถียรที่สุดคือ148m Pm มีครึ่งชีวิต 41.29 วัน
รูปแบบการสลายตัวหลักของไอโซโทปที่เบากว่า146 Pm คือการจับอิเล็กตรอนทำให้เกิดไอโซโทปของนีโอดีเมียมและรูปแบบการสลายตัวหลักของไอโซโทปที่หนักกว่า146 Pm คือการสลายตัวแบบเบตาทำให้ เกิด ไอโซโทปของซาแมเรียมส่วนโพรมีเทียม-146 เองนั้นสลายตัวได้ทั้งสองแบบ
รายชื่อไอโซโทป
| นิวไคลด์[ n 1 ] | ซ | เอ็น | มวลไอโซโทป( Da ) [ 2 ] [ n 2 ] [ n 3 ] | ปีแห่งการค้นพบ[ 3 ] [ 4 ] | ครึ่งชีวิต[ 1 ] [ n 4 ] | โหมดการสลายตัว[ 1 ] [ n 5 ] | ไอโซโทปลูกสาว[ n 6 ] [ n 7 ] | สปินและพาริตี[ 1 ] [ n 8 ] [ n 4 ] | ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทป | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| พลังงานกระตุ้น[ n 4 ] | |||||||||||||||||||
| 125น. [ 5 ] | 61 | 64 | 2025 | >310 นาโนวินาที | |||||||||||||||
| 126น. [ 5 ] | 61 | 65 | 125.95733(54)# | 2025 | 500# มิลลิวินาที[>310 นาโนวินาที] | ||||||||||||||
| 127น. [ 5 ] | 61 | 66 | 126.95136(43)# | 2025 | 1# วินาที[>310 นาโนวินาที] | 3/2+# | |||||||||||||
| 128น. | 61 | 67 | 127.94823(32)# | 1999 | 1.0(3) วินาที | β + (?%) | 128น. | 4+# | |||||||||||
| β + , p (?%) | 127พ.ร. | ||||||||||||||||||
| 129น. | 61 | 68 | 128.94291(32)# | 2004 | 2.4(9) วินาที | เบต้า+ | 129น. | 5/2+# | |||||||||||
| 13.30น. | 61 | 69 | 129.94045(22)# | พ.ศ. 2528 | 2.6(2) วินาที | β + (?%) | 130น. | (5+, 6+, 4+) | |||||||||||
| β + , p (?%) | 129พ.ร. | ||||||||||||||||||
| 13:31น. | 61 | 70 | 130.93583(22)# | 1998 | 6.3(8) s | เบต้า+ | 131น. | (11/2−) | |||||||||||
| 132น. | 61 | 71 | 131.93384(16)# | พ.ศ. 2520 | 6.2(6) s | เบต้า+ | 132น. | (3+) | |||||||||||
| β + , p (5×10 −5 %) | 131พ.ร. | ||||||||||||||||||
| 133น. | 61 | 72 | 132.929782(54) | พ.ศ. 2520 | 13.5(21) วินาที | เบต้า+ | 133น. | (3/2+) | |||||||||||
| 133ม. | 129.7(7) keV | (1996) [ n 9 ] | 8# s | (11/2−) | |||||||||||||||
| 13.34น. | 61 | 73 | 133.928326(45) | พ.ศ. 2520 | 22(1) s | เบต้า+ | 134น. | (5+) | |||||||||||
| 134ม.1น. | 50(50)# keV [ n 10 ] | 1989 | ~5 วินาที | เบต้า+ | 134น. | (2+) | |||||||||||||
| 134 ตร.ม.ต่อ | 120(50)# keV | 2009 | 20(1) μs | มัน | 13.34น. | (7−) | |||||||||||||
| 13.35น. | 61 | 74 | 134.924785(89) | พ.ศ. 2518 | 49(3) s | เบต้า+ | 135น. | (3/2+, 5/2+) | |||||||||||
| 135 ม . | 240(100)# keV | 1989 | 40(3) s | เบต้า+ | 135น. | (11/2−) | |||||||||||||
| 136น. | 61 | 75 | 135.923596(74) | พ.ศ. 2525 | 107(6) s | เบต้า+ | 136น. | 7+# | |||||||||||
| 136m1 Pm [ n 10 ] | 100(120) keV | 1988 | 90(35) วินาที | เบต้า+ | 136น. | 2+# | |||||||||||||
| 136 ตร.ม.ต่อ | 42.7(2) keV | 2008 | 1.5(1) μs | มัน | 136น. | 7−# | |||||||||||||
| 137น. | 61 | 76 | 136.920480(14) | พ.ศ. 2518 | 2# นาที | 5/2−# | |||||||||||||
| 137น. | 160(50) keV | (1973) [ n 11 ] | 2.4(1) นาที | เบต้า+ | 137น. | 11/2− | |||||||||||||
| 138น. | 61 | 77 | 137.919576(12) | 1981 | 3.24(5) นาที | เบต้า+ | 138น. | 3−# | |||||||||||
| 139น. | 61 | 78 | 138.916799(15) | พ.ศ. 2510 | 4.15(5) นาที | เบต้า+ | 139น. | (5/2)+ | |||||||||||
| 139น. | 188.7(3) keV | พ.ศ. 2518 | 180(20) มิลลิวินาที | มัน | 139น. | (11/2)− | |||||||||||||
| 14.40น. | 61 | 79 | 139.916036(26) | พ.ศ. 2509 | 9.2(2) s | เบต้า+ | 140น. | 1+ | |||||||||||
| 140 เมตรบ่าย | 429(28) keV | 1968 | 5.95(5) นาที | เบต้า+ | 140น. | 8− | |||||||||||||
| 141น. | 61 | 80 | 140.913555(15) | 1952 | 20.90(5) นาที | เบต้า+ | 141น. | 5/2+ | |||||||||||
| 141ม. 1 น. | 628.62(7) keV | พ.ศ. 2518 | 630(20) ns | มัน | 141น. | 11/2− | |||||||||||||
| 141 ตร.ม.ต่อ | 2530.75(17) keV | พ.ศ. 2528 | >2 ไมโครวินาที | มัน | 141น. | (23/2+) | |||||||||||||
| 142น. | 61 | 81 | 141.912891(25) | 1959 | 40.5(5) วินาที | β + (77.1%) | 142น. | 1+ | |||||||||||
| EC (22.9%) | |||||||||||||||||||
| 142ม.1น. | 883.17(16) keV | 1971 | 2.0(2) มิลลิวินาที | มัน | 142น. | (8)− | |||||||||||||
| 142 ตร.ม.ต่อคน | 2828.7(6) keV | 2004 | 67(5) ไมโครวินาที | มัน | 142น. | (13−) | |||||||||||||
| 143น. | 61 | 82 | 142.9109381(32) | 1952 | 265(7) ง | อีซี | 143น. | 5/2+ | |||||||||||
| β + (<5.7×10 −6 %) | |||||||||||||||||||
| 144น. | 61 | 83 | 143.9125962(31) | 1952 | 363(14) ง | อีซี | 144น. | 5− | |||||||||||
| β + (<8×10 −5 %) | |||||||||||||||||||
| 144ม.1น. | 840.90(5) keV | พ.ศ. 2519 | 780(200) ns | มัน | 144น. | (9)+ | |||||||||||||
| 144 ตร.ม.ต่อ | 8595.8(22) keV | พ.ศ. 2536 | ~2.7 ไมโครวินาที | มัน | 144น. | (27+) | |||||||||||||
| 13.45น. | 61 | 84 | 144.9127557(30) | 1951 | 17.7(4) y | อีซี | 145น. | 5/2+ | |||||||||||
| α (2.8×10 −7 %) | 141พ.ร. | ||||||||||||||||||
| 146น. | 61 | 85 | 145.9147022(46) | 1960 | 5.53(5) y | EC (66.0%) | 146น. | 3− | |||||||||||
| β − (34.0%) | 146ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 147น. [ n 12 ] | 61 | 86 | 146.9151449(14) | 1947 | 2.6234(2) y | เบต้า− | 147ตร.ม. | 7/2+ | ร่องรอย[ n 13 ] | ||||||||||
| 148น. | 61 | 87 | 147.9174811(61) | 1947 | 5.368(7) ง | เบต้า− | 148ตร.ม. | 1− | |||||||||||
| 148 ม . | 137.9(3) keV | 1952 | 41.29(11) ง | β − (95.8%) | 148ตร.ม. | 5−, 6− | |||||||||||||
| ไอที (4.2%) | 148น. | ||||||||||||||||||
| 149น. [ n 12 ] | 61 | 88 | 148.9183415(23) | 1947 | 53.08(5) h | เบต้า− | 149ตร.ม. | 7/2+ | |||||||||||
| 149นาที | 240.214(7) keV | พ.ศ. 2509 | 35(3) μs | มัน | 149น. | 11/2− | |||||||||||||
| 150น. | 61 | 89 | 149.920990(22) | 1952 | 2.698(15) h | เบต้า− | 150ตร.ม. | (1−) | |||||||||||
| 151น. [ n 12 ] | 61 | 90 | 150.9212166(49) | 1952 | 28.40(4) ชม. | เบต้า− | 151ตร.ม. | 5/2+ | |||||||||||
| 152น. | 61 | 91 | 151.923505(28) | 1958 | 4.12(8) นาที | เบต้า− | 152ตร.ม. | 1+ | |||||||||||
| 152ม. 1 น. | 140(90) keV [ n 10 ] | 1969 | 7.52(8) นาที | เบต้า− | 152ตร.ม. | 4(−) | |||||||||||||
| 152 ตร.ม.ต่อคน | 150+x keV | 1971 | 13.8(2) นาที | β − (≤100%) | 152ตร.ม. | (8) | |||||||||||||
| ไอที (≥0%) | 152น. | ||||||||||||||||||
| 153น. | 61 | 92 | 152.9241563(97) | พ.ศ. 2505 | 5.25(2) นาที | เบต้า− | 153ตร.ม. | 5/2− | |||||||||||
| 154น. | 61 | 93 | 153.926713(27) | 1958 | 2.68(7) นาที | เบต้า− | 154ตร.ม. | (4+) | |||||||||||
| 154ม.พ. [ n 10 ] | −230(50) keV | 1971 | 1.73(10) นาที | เบต้า− | 154ตร.ม. | (1−) | |||||||||||||
| 155น. | 61 | 94 | 154.9281370(51) | พ.ศ. 2525 | 41.5(2) s | เบต้า− | 155ตร.ม. | (5/2−) | |||||||||||
| 156น. | 61 | 95 | 155.9311141(13) | พ.ศ. 2529 | 27.4(5) s | เบต้า− | 156ตร.ม. | 4+ | |||||||||||
| 156นาที | 150.30(10) keV | 2007 | 2.3(20) วินาที | ไอที (98%) | 156น. | 1+# | |||||||||||||
| β − (2%) | 156ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 157น. | 61 | 96 | 156.9331213(75) | พ.ศ. 2530 | 10.56(10) วินาที | เบต้า− | 157ตร.ม. | (5/2−) | |||||||||||
| 158น. | 61 | 97 | 157.93654695(95) | พ.ศ. 2530 | 4.8(5) วินาที | เบต้า− | 158ตร.ม. | (0+,1+)# | |||||||||||
| 158 ม . | 150(50)# keV | (2015) [ n 14 ] | >16 ไมโครวินาที | มัน | 158น. | 5+# | |||||||||||||
| 159น. | 61 | 98 | 158.939286(11) | 2548 | 1.648 +0.043 −0.042 วินาที[ 6 ] | เบต้า− | 159ตร.ม. | (5/2−) | |||||||||||
| 159น. | 1465.0(5) keV | 2021 | 4.42(17) μs | มัน | 159น. | 17/2+# | |||||||||||||
| β − , n (<0.6%) [ 6 ] | 158ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 160น. | 61 | 99 | 159.9432153(22) | 2012 | 874 +16 −12 มิลลิวินาที[ 6 ] | เบต้า− | 160ตร.ม. | 6−# | |||||||||||
| β − , n (<0.1%) [ 6 ] | 159ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 160 เมตรบ่าย | 191(11) keV | 2020 | >700 มิลลิวินาที | 1−# | |||||||||||||||
| 161น. | 61 | 100 | 160.9462298(97) | 2012 | 724 +20 −12 มิลลิวินาที[ 6 ] | β − (98.91%) | 161ตร.ม. | (5/2−) | |||||||||||
| β − , n (1.09%) [ 6 ] | 160ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 161น. | 965.9(9) keV | 2021 | 890(90) ns | มัน | 161น. | (13/2+) | |||||||||||||
| 162น. | 61 | 101 | 161.95057(32)# | 2012 | 467 +38 −18 มิลลิวินาที[ 6 ] | β − (98.21%) | 162ตร.ม. | 2+# | |||||||||||
| β − , n (1.79%) [ 6 ] | 161ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 163น. | 61 | 102 | 162.95388(43)# | 2012 | 362 +42 −30 มิลลิวินาที[ 6 ] | β − (95%) | 163ตร.ม. | 5/2−# | |||||||||||
| β − , n (5.00%) [ 6 ] | 162ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 164น. | 61 | 103 | 163.95882(43)# | 2018 | 280 +38 −33 มิลลิวินาที[ 6 ] | β − (93.82%) | 164ตร.ม. | 5−# | |||||||||||
| β − , n (6.18%) [ 6 ] | 163ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 165น. | 61 | 104 | 164.96278(54)# | 2018 | 297 +111 −101 มิลลิวินาที[ 6 ] | β − (86.74%) | 165ตร.ม. | 5/2−# | |||||||||||
| β − , n (13.26%) [ 6 ] | 164ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| 166น. | 61 | 105 | 2022 | 228 +131 −112 มิลลิวินาที[ 6 ] | เบต้า− | 166ตร.ม. | |||||||||||||
| β − , n (<52%) [ 6 ] | 165ตร.ม. | ||||||||||||||||||
| ส่วนหัวและส่วนท้ายของตารางนี้: | |||||||||||||||||||
- ↑ m Pm – ไอโซเมอร์นิวเคลียร์ที่ถูกกระตุ้น
- ↑ () –ความไม่แน่นอน (1 σ ) จะแสดงในรูปแบบย่อในวงเล็บหลังตัวเลขหลักสุดท้ายที่เกี่ยวข้อง
- ↑ # –มวลอะตอมที่ทำเครื่องหมาย # : ค่าและความไม่แน่นอนไม่ได้มาจากข้อมูลการทดลองล้วนๆ แต่ได้มาจากแนวโน้มจากพื้นผิวมวล (TMS) อย่างน้อยบางส่วน
- 1 2 3 # –ค่าที่ทำเครื่องหมาย #ไม่ได้มาจากข้อมูลการทดลองโดยตรง แต่ได้มาจากแนวโน้มของนิวไคลด์ข้างเคียง (TNN) อย่างน้อยบางส่วน
- ↑ รูปแบบการสลายตัว:
อีซี: การจับอิเล็กตรอน มัน: การเปลี่ยนผ่านไอโซเมอร์ น: การปล่อยนิวตรอน พี: การปล่อยโปรตอน - ↑ สัญลักษณ์ตัวหนาและตัวเอียงเป็นลูกสาว –ผลิตภัณฑ์ลูกสาวเกือบจะเสถียรแล้ว
- ↑สัญลักษณ์ตัวหนาคือลูกสาว –ผลิตภัณฑ์ลูกสาวมีเสถียรภาพ
- ↑ () ค่าการหมุน –ระบุการหมุนที่มีอาร์กิวเมนต์การกำหนดค่าแบบอ่อน
- ↑ไม่ได้วัดครึ่งชีวิต จึงไม่รวมอยู่ในฐานข้อมูลการค้นพบ
- 1 2 3 4ลำดับของสถานะพื้นฐานและไอโซเมอร์ไม่แน่นอน
- ↑ไม่ชัดเจนว่านี่เป็นสถานะที่แตกต่างจากสถานะพื้นฐานหรือไม่
- 1 2 3ผลิตภัณฑ์ฟิชชัน
- ↑ผลิตภัณฑ์ฟิชชันแบบเกิดขึ้นเองของ232Th , 235U , 238Uและ ลูกสาว จากการสลายตัวแบบอัลฟาของ 151Euดั้งเดิม
- ↑ไม่ได้วัดครึ่งชีวิต จึงไม่รวมอยู่ในฐานข้อมูลการค้นพบ
ความเสถียรของไอโซโทปโพรมีเทียม
โพรมีเทียมเป็นหนึ่งในสองธาตุแรกจาก 82 ธาตุที่ไม่มีไอโซโทปเสถียร นี่เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยากของแบบจำลองหยดของเหลวกล่าวคือ โพรมีเทียมไม่มีไอโซโทปเสถียรแบบเบตาเนื่องจากสำหรับเลขมวล ใดๆ ไอโซโทปของโพรมีเทียมจะเกิดการปล่อยโพซิตรอนหรือการสลายตัวแบบเบตา ได้ง่ายกว่าในเชิงพลังงาน โดยจะ เกิดเป็นไอโซโทปของนีโอไดเมียมหรือซาแมเรียมตามลำดับ ซึ่งมีพลังงานยึดเหนี่ยวต่อหนึ่งนิวคลีออนสูงกว่า ธาตุอีกธาตุหนึ่งที่เกิดปรากฏการณ์นี้คือเทคนีเซียม ( Z = 43)
โพรมีเทียม-147
โปรมีเทียม-147 สลายตัวแบบเบตา เป็น ซามาเรียม-147 ซึ่งเป็น ไอโซโทปรังสีดั้งเดิมที่ มีอายุยืนยาวโดยมีครึ่งชีวิต 2.6234 ปี ปล่อยรังสีเบตาพลังงานต่ำโดยไม่มีการปล่อยรังสีแกมมา เป็นผลิตภัณฑ์ฟิสชัน ทั่วไป ที่ผลิตในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และในปริมาณเล็กน้อยในธรรมชาติ ซึ่งยังผลิตขึ้นจากการสลายตัวแบบอัลฟาของยูโรเปียม-151 อีกด้วย [ 7 ]
ในสภาพแวดล้อมของเครื่องปฏิกรณ์ โปรมีเทียมเกือบทั้งหมดถูกผลิตขึ้นจากการสลายตัวแบบเบตาของนีโอดีเมียม-147เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์ฟิสชันทั่วไป ไอโซโทป142-146 Nd, 148 Nd และ150 Nd ล้วนมีความเสถียรต่อการสลายตัวแบบเบตาดังนั้นไอโซโทปของโปรมีเทียมที่มีมวลเหล่านั้นจึงไม่ได้ถูกผลิตขึ้นจากการสลายตัวแบบเบตา และจึงไม่ถือเป็นผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่สำคัญ (เนื่องจากสามารถผลิตได้โดยตรงเท่านั้น ไม่ใช่ผ่านห่วงโซ่การสลายตัวแบบเบตา) ส่วน149 Pm และ151 Pm นั้นเป็นผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่สำคัญ แต่มีครึ่งชีวิตเพียง 53.08 และ 28.40 ชั่วโมง ตามลำดับ จึงไม่พบในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วที่ถูกทำให้เย็นลงเป็นเวลาหลายเดือนหรือหลายปี
โพรมีเทียม-147 ใช้เป็น แหล่งกำเนิด อนุภาคเบต้าและ เชื้อเพลิง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกไอโซโทปรังสี (RTG) โดยมีความหนาแน่นของพลังงานประมาณ 2 วัตต์ต่อกรัม เมื่อผสมกับฟอสฟอร์ จะใช้ในการส่องสว่าง ปลายสวิตช์ไฟฟ้าของ โมดูล ลงจอด บนดวงจันทร์ของยานอวกาศอะพอลโลและแผงควบคุมของยานสำรวจดวงจันทร์[ 8 ]สำหรับการใช้งานด้านการเรืองแสง โดยทั่วไปแล้วได้ถูกแทนที่ด้วยทริเทียมซึ่งปลอดภัยกว่าและมีครึ่งชีวิตที่ยาวนานกว่า (12.32 ปี)
ดูเพิ่มเติม
ผลิตภัณฑ์ลูกอื่นๆ นอกเหนือจากโพรมีเทียม