ไอโซโทปของธอร์เรียม

Q: ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไอโซโทปของธอร์เรียม

ธอร์เรียม ( 90Th ) มีไอโซโทป ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเจ็ดชนิด แต่ไม่มีชนิดใดเสถียร ไอโซโทปหนึ่งคือ232Th มีความ เสถียร ค่อนข้างสูงมีครึ่งชีวิต 1.

Q: การใช้งาน

มีการเสนอให้ใช้ธอร์เรียมใน โรง ไฟฟ้า นิวเคลียร์ที่ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิง

Q: เลนส์กระจายแสงต่ำ

นอกจากนี้ ยังมีการใช้ธอร์เรียมในชิ้นส่วนแก้วบางส่วนของ เลนส์ Aero-Ektar ที่ผลิตโดย Kodak ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ดังนั้นจึงมีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อย [ 18 ] ชิ้นส่วนแก้วสองชิ้นใน เลนส์ Aero-Ektar f/2.

ไอโซโทปของธอร์เรียม( )
น้ำหนักอะตอมมาตรฐานA ° (Th)
	232.0377 ± 0.0004 ; 232.04 ± 0.01 ( ย่อ ) ;

ธอร์เรียม ( ) มีไอโซโทป ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเจ็ดชนิด แต่ไม่มีชนิดใดเสถียร ไอโซโทปหนึ่งคือ232Th ^มีความ เสถียร ค่อนข้างสูงมีครึ่งชีวิต 1.40 × 10¹⁰ ^ปีซึ่งยาวนานกว่าอายุของโลก มาก และยาวนานกว่าอายุของจักรวาล ที่ยอมรับกันโดยทั่วไปเล็กน้อย ไอโซโทปนี้ประกอบขึ้นเป็นธอร์เรียมตามธรรมชาติเกือบทั้งหมด ดังนั้นธอร์เรียมจึงถูกพิจารณาว่าเป็นธาตุโมโนนิวคลิดิกอย่างไรก็ตาม ในปี 2013 IUPACได้จัดประเภทธอร์เรียมใหม่เป็นธาตุไบนิวคลิดิก เนื่องจากพบ^230Th ในปริมาณมาก ในน้ำทะเลลึก ธอร์เรียมมีองค์ประกอบไอโซโทปที่เป็นลักษณะเฉพาะของโลก ดังนั้นจึงสามารถกำหนดน้ำหนักอะตอมมาตรฐานได้

ไอโซโทปรังสี 31 ชนิดได้รับการจำแนกลักษณะ โดยไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ^232Th , ^230Thมีครึ่งชีวิต 75,400 ปี, ^229Thมีครึ่งชีวิต 7,916 ปี และ^{228Th มีครึ่งชีวิต 1.91 ปี ไอโซโทป}รังสีที่เหลือทั้งหมดมีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 30 วัน และส่วนใหญ่มีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 10 นาที ไอโซโทปหนึ่งชนิดคือ^229Thมีไอโซเมอร์นิวเคลียร์ (หรือสถานะกึ่งเสถียร) ที่มีพลังงานกระตุ้นต่ำอย่างน่าทึ่ง^{[ 4 ]}ซึ่งวัดได้เมื่อเร็ว ๆ นี้ว่า8.355 733 554 021 (8) eV^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}มีการเสนอให้ทำการสเปกโตรสโคปีด้วยเลเซอร์ของ^229Thและใช้การเปลี่ยนผ่านพลังงานต่ำเพื่อพัฒนานาฬิกานิวเคลียร์ที่มีความแม่นยำสูงมาก^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

ไอโซโทปของธอร์เรียมที่ทราบมีเลขมวลตั้งแต่ 207 ^{[ 10 ]}ถึง 238

รายชื่อไอโซโทป

นิวไคลด์^{[ n 1 ]}	ชื่อที่มีประวัติศาสตร์	ซ	เอ็น	มวลไอโซโทป( Da ) ^[¹¹^]^[^{n 2}^]^[^{n 3}^]	ปีแห่งการค้นพบ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}	ครึ่งชีวิต^{[ 1 ]}^{[ n 4 ]}	โหมดการสลายตัว^{[ 1 ]}^{[ n 5 ]}	ไอโซโทปลูกสาว^{[ n 6 ]}	สปินและพาริตี^{[ 1 ]}^{[ n 7 ]}^{[ n 8 ]}	ความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ( เศษส่วนโมล)
นิวไคลด์^{[ n 1 ]}	ชื่อที่มีประวัติศาสตร์	พลังงานกระตุ้น			ปีแห่งการค้นพบ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}	ครึ่งชีวิต^{[ 1 ]}^{[ n 4 ]}	โหมดการสลายตัว^{[ 1 ]}^{[ n 5 ]}	ไอโซโทปลูกสาว^{[ n 6 ]}	สปินและพาริตี^{[ 1 ]}^{[ n 7 ]}^{[ n 8 ]}	สัดส่วนปกติ^{[ 1 ]}	ช่วงความแปรผัน
²⁰⁷ธ. ^{[ 10 ]}		90	117		2022	9.7+46.6 −4.4 นางสาว	α	²⁰³รา
²⁰⁸ธ.		90	118	208.017915(34)	2010	2.4(12) มิลลิวินาที	α	²⁰⁴รา	0+
²⁰⁹ธ.		90	119	209.017998(27)	พ.ศ. 2539	3.1(12) มิลลิวินาที	α	²⁰⁵รา	13/2+
²¹⁰ธ.		90	120	210.015094(20)	พ.ศ. 2538	16.0(36) มิลลิวินาที	α	²⁰⁶รา	0+
²¹¹ธ.		90	121	211.014897(92)	พ.ศ. 2538	48(20) มิลลิวินาที	α	²⁰⁷รา	5/2−#
²¹²ธ.		90	122	212.013002(11)	1980	31.7(13) มิลลิวินาที	α	²⁰⁸รา	0+
²¹³ธ.		90	123	213.0130115(99)	1968	144(21) มิลลิวินาที	α	²⁰⁹รา	5/2−
^213ม . ธ.		1180.0(14) keV			2007	1.4(4) μs	มัน	²¹³ธ.	(13/2)+
²¹⁴ธ.		90	124	214.011481(11)	1968	87(10) มิลลิวินาที	α	²¹⁰รา	0+
^214ม . ธ.		2181.0(27) keV			2007	1.24(12) μs	มัน	²¹⁴ธ.	8+#
²¹⁵ธ.		90	125	215.0117246(68)	1968	1.35(14) วินาที	α	²¹¹รา	(1/2−)
^215ม .		1471(50)# keV			2548	770(60) ns	มัน	²¹⁵ธ.	9/2+#
²¹⁶ธ.		90	126	216.011056(12)	1968	26.28(16) มิลลิวินาที	α	²¹²รา	0+
^216ม. 1 ธ.		2041(8) keV			พ.ศ. 2526	135.4(29) μs	ไอที (97.2%)	²¹⁶ธ.	8+
^216ม. 1 ธ.		2041(8) keV			พ.ศ. 2526	135.4(29) μs	α (2.8%)	²¹²รา	8+
²¹⁶ตร.ม.		2648(8) keV			2001	580(26) ns	มัน	²¹⁶ธ.	(11−)
^216m3 Th		3682(8) keV			2001	740(70) ns	มัน	²¹⁶ธ.	(14+)
²¹⁷ธ.		90	127	217.013103(11)	1968	248(4) ไมโครวินาที	α	²¹³รา	9/2+#
^217ม. 1 ธ.		673.3(1) keV			1989	141(50) ns	มัน	²¹⁷ธ.	(15/2−)
²¹⁷ตร.ม.		2307(32) keV			2548	71(14) μs	มัน	²¹⁷ธ.	(25/2+)
²¹⁸ธ.		90	128	218.013276(11)	พ.ศ. 2516	122(5) ns	α	²¹⁴รา	0+
²¹⁹ธ.		90	129	219.015526(61)	พ.ศ. 2516	1.023(18) μs	α	²¹⁵รา	9/2+#
²²⁰ธ.		90	130	220.015770(15)	พ.ศ. 2516	10.2(3) μs	α	²¹⁶รา	0+
²²¹ธ.		90	131	221.0181858(86)	1970	1.75(2) มิลลิวินาที	α	²¹⁷รา	7/2+#
²²²ธ.		90	132	222.018468(11)	1970	2.24(3) มิลลิวินาที	α	²¹⁸รา	0+
²²³ธ.		90	133	223.0208111(85)	1952	0.60(2) วินาที	α	²¹⁹รา	(5/2)+
²²⁴ธ.		90	134	224.021466(10)	1949	1.04(2) วินาที	α ^{[ n 9 ]}	²²⁰รา	0+
²²⁵ธ.		90	135	225.0239510(55)	1949	8.75(4) นาที	α (~90%)	²²¹รา	3/2+
²²⁵ธ.		90	135	225.0239510(55)	1949	8.75(4) นาที	EC (~10%)	²²⁵เอเคอร์	3/2+
²²⁶ธ.		90	136	226.0249037(48)	1948	30.70(3) นาที	α	²²²รา	0+
²²⁶ธ.		90	136	226.0249037(48)	1948	30.70(3) นาที	ซีดี (<3.2 × 10 ⁻¹² %)	²⁰⁸ Pb ¹⁸ O	0+
²²⁷ธ.	กัมมันตรังสีแอคติเนียม	90	137	227.0277025(22)	1906	18.693(4) ง	α	²²³รา	(1/2+)	ร่องรอย^{[ n 10 ]}
²²⁸ธ.	เรดิโอทอเรียม	90	138	228.0287397(19)	1905	1.9125(7) y	α	²²⁴รา	0+	ร่องรอย^{[ n 11 ]}
²²⁸ธ.	เรดิโอทอเรียม	90	138	228.0287397(19)	1905	1.9125(7) y	ซีดี (1.13×10 ⁻¹¹ %)	²⁰⁸ Pb ²⁰ O	0+	ร่องรอย^{[ n 11 ]}
²²⁹ธ.		90	139	229.0317614(26)	1947	7916(17) y	α	²²⁵รา	5/2+	ร่องรอย^{[ n 12 ]}
^229ม . ธ.		8.355733554021(8) eV ^{[ 14 ]}			1990	7(1) μs ^{[ 15 ]}	ไอที^{[ n 13 ]}	²²⁹ธ. ⁺	3/2+
^229ม. Th ⁺		8.355733554021(8) eV ^{[ 14 ]}			(1990) ^{[ n 14 ]}	29(1) นาที^{[ 16 ]}	γ ^{[ n 13 ]}	²²⁹ธ. ⁺	3/2+
²³⁰ธ. ^{[ n 15 ]}	ไอโอเนียม	90	140	230.0331323(13)	1907	7.54(3)×10 ⁴ y	α	²²⁶รา	0+	0.0002(2) ^{[ n 16 ]}
							ซีดี (5.8×10 ⁻¹¹ %)	²⁰⁶ Hg ²⁴ Ne
							SF (<4×10 ⁻¹² %)	(หลากหลาย)
²³¹ธ.	ยูเรเนียม Y	90	141	231.0363028(13)	1911	25.52(1) h	เบต้า⁻	²³¹ปา	5/2+	ร่องรอย^{[ n 10 ]}
²³²ธ. ^{[ n 17 ]}	ธอร์เรียม	90	142	232.0380536(15)	1898	1.40(1)×10 ¹⁰ y	α ^{[ n 18 ]}	²²⁸รา	0+	0.9998(2)
							SF (1.1 × 10 ⁻⁹ %)	(หลากหลาย)
							CD (<2.78×10 ⁻¹⁰ %)	^208,206 Hg ^24,26 Ne
²³³ธ.		90	143	233.0415801(15)	1935	21.83(4) นาที	เบต้า⁻	²³³ปา	1/2+	ร่องรอย^{[ n 19 ]}
²³⁴ธ.	ยูเรเนียม X	90	144	234.0435998(28)	ปี ค.ศ. 1900	24.107(24) ง	เบต้า⁻	^234ม Pa ^{[ 17 ]}	0+	ร่องรอย^{[ n 16 ]}
²³⁵ธ.		90	145	235.047255(14)	1969	7.2(1) นาที	เบต้า⁻	²³⁵ปา	1/2+#
²³⁶ธ.		90	146	236.049657(15)	พ.ศ. 2516	37.3(15) นาที	เบต้า⁻	²³⁶ปา	0+
²³⁷ธ.		90	147	237.053629(17)	พ.ศ. 2536	4.8(5) นาที	เบต้า⁻	²³⁷ปา	5/2+#
²³⁸ธ.		90	148	238.05639(30)#	1999	9.4(20) นาที	เบต้า⁻	²³⁸ปา	0+
ส่วนหัวและส่วนท้ายของตารางนี้: ดู

↑^m Th – ไอโซเมอร์นิวเคลียร์ที่ถูกกระตุ้น
↑ () –ความไม่แน่นอน (1 σ ) จะแสดงในรูปแบบย่อในวงเล็บหลังตัวเลขหลักสุดท้ายที่เกี่ยวข้อง
↑ # –มวลอะตอมที่ทำเครื่องหมาย # : ค่าและความไม่แน่นอนไม่ได้มาจากข้อมูลการทดลองล้วนๆ แต่ได้มาจากแนวโน้มจากพื้นผิวมวล (TMS) อย่างน้อยบางส่วน
↑ครึ่งชีวิตที่กล้าหาญ–เกือบจะเสถียร ครึ่งชีวิตยาวนานกว่าอายุของจักรวาล

↑ รูปแบบการสลายตัว:

อีซี:	การจับอิเล็กตรอน
ซีดี:	การสลายตัวของคลัสเตอร์
มัน:	การเปลี่ยนผ่านไอโซเมอร์

↑สัญลักษณ์ตัวหนาคือลูกสาว –ผลิตภัณฑ์ลูกสาวมีเสถียรภาพ
↑ () ค่าการหมุน –ระบุการหมุนที่มีอาร์กิวเมนต์การกำหนดค่าแบบอ่อน
↑ # –ค่าที่ทำเครื่องหมาย #ไม่ได้มาจากข้อมูลการทดลองโดยตรง แต่ได้มาจากแนวโน้มของนิวไคลด์ข้างเคียง (TNN) อย่างน้อยบางส่วน
↑^{มีทฤษฎีว่าอาจเกิดการสลายตัวแบบ β +} β⁺ไปเป็น²²⁴ Raด้วย
1 2ผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นกลางของ²³⁵ U
↑ผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นกลางของ ^232Th
↑ผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นกลางของ²³⁷ Np
1 2ธาตุ^229m Th ที่เป็นกลางจะสลายตัวอย่างรวดเร็วด้วยการแปลงภายในโดยปล่อยอิเล็กตรอนออกมาหนึ่งตัว เนื่องจากมีพลังงานไม่เพียงพอที่จะปล่อยอิเล็กตรอนตัวที่สอง^{ไอออน 229m} Th⁺ จึง มีอายุยืนยาวกว่ามาก โดยสลายตัวด้วยการปล่อยรังสีแกมมา ดู § ธอ ร์เรียม-229m
↑สถานะไอโซเมอร์เดียวกันกับข้างต้น
↑ใช้ในการหาอายุด้วยวิธียูเรเนียม-ทอเรียม
1 2ผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นกลางของ²³⁸ U
↑นิวคลีโอไนด์ดั้งเดิม
↑มีทฤษฎีว่าอาจเกิดการสลายตัวแบบ β⁻ β⁻ ไปเป็น²³² U
↑เกิดจากการจับนิวตรอนโดย^232Th

การใช้งาน

มีการเสนอให้ใช้ธอร์เรียมใน โรง ไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้ธอร์เรียมเป็นเชื้อเพลิง

ในหลายประเทศ การใช้ธาตุทอเรียมในผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคถูกห้ามหรือจำกัด เนื่องจากเป็นสารกัมมันตรังสี

ปัจจุบันมีการนำไปใช้ในแคโทดของหลอดสุญญากาศ เนื่องจากมีเสถียรภาพทางกายภาพที่อุณหภูมิสูงและใช้พลังงานในการทำงานต่ำในการดึงอิเล็กตรอนออกจากพื้นผิว

เป็นเวลากว่าศตวรรษแล้วที่วัสดุชนิดนี้ถูกนำมาใช้ในไส้ตะเกียงของโคมไฟแก๊สและโคมไฟไอน้ำ เช่นโคมไฟแก๊สและตะเกียงตั้งแคมป์

เลนส์กระจายแสงต่ำ

นอกจากนี้ ยังมีการใช้ธอร์เรียมในชิ้นส่วนแก้วบางส่วนของ เลนส์ Aero-Ektarที่ผลิตโดยKodakในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ดังนั้นจึงมีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อย^{[ 18 ]}ชิ้นส่วนแก้วสองชิ้นใน เลนส์ Aero-Ektar f/2.5มีธอร์เรียม 11% และ 13% โดยน้ำหนัก แก้วที่มีธอร์เรียมถูกนำมาใช้เนื่องจากมีดัชนีหักเหสูงและมีการกระจายแสงต่ำ (การเปลี่ยนแปลงของดัชนีตามความยาวคลื่น) ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่พึงประสงค์อย่างยิ่ง เลนส์ Aero-Ektar ที่ยังคงเหลืออยู่หลายชิ้นมีสีคล้ายชา ซึ่งอาจเกิดจากความเสียหายจากรังสีต่อแก้ว

เลนส์เหล่านี้ใช้สำหรับการลาดตระเวนทางอากาศเนื่องจากระดับรังสีไม่สูงพอที่จะทำให้ฟิล์มเป็นฝ้าในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งบ่งชี้ว่าระดับรังสีค่อนข้างปลอดภัย อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่ได้ใช้งาน ควรเก็บเลนส์เหล่านี้ให้ห่างจากพื้นที่ที่มีผู้คนอาศัยอยู่เป็นประจำให้มากที่สุด เพื่อให้ความสัมพันธ์กำลังสองผกผันช่วยลดทอนรังสี^{[ 19 ]}

แอคติไนด์เทียบกับผลิตภัณฑ์ฟิชชัน

แอคติไนด์และผลิตภัณฑ์ฟิสชันตามครึ่งชีวิต วี ที อี
แอคติไนด์^{[ 20 ]}โดยห่วงโซ่การสลายตัว				ช่วงครึ่งชีวิต ( a )	ผลิตภัณฑ์ฟิสชันของ²³⁵ Uตามผลผลิต^{[ 21 ]}
4 n (ธอร์เรียม)	4 n + 1 (เนปทูเนียม)	4 n + 2 (เรเดียม)	4 n + 3 (แอคติเนียม)	ช่วงครึ่งชีวิต ( a )	4.5–7%	0.04–1.25%	<0.001%
²²⁸รา^№				4–6 ก.		¹⁵⁵ยูโร⁺
²⁴⁸เล่ม^{[ 22 ]}				> 9 ก.
²⁴⁴ซม.^ƒ	²⁴¹ปู^ƒ	²⁵⁰ลูกบาศก์ฟุต	²²⁷ Ac^№	10–29 ก.	⁹⁰ซีเนียร์	⁸⁵โครน	^113ม Cd^þ
²³² U^ƒ		²³⁸พู^ƒ	²⁴³ซม.^ƒ	29–97 ก.	¹³⁷ซี	¹⁵¹ Sm^þ	^121ม. Sn
	²⁴⁹ Cf^ƒ	²⁴²ม.อ.^ƒ		141–351 ก	ไม่มีผลิตภัณฑ์ฟิสชันใดที่มีครึ่งชีวิต อยู่ ในช่วง 100 ถึง 210 พันปี...
	²⁴¹ม.^ƒ		²⁵¹ Cf^ƒ^{[ 23 ]}	430–900 ก.
		²²⁶รา^№	²⁴⁷เล่ม	1.3–1.6 พันปี
²⁴⁰พู	²²⁹ธ.	²⁴⁶ซม.^ƒ	²⁴³ม.^ƒ	4.7–7.4 พันปีก่อนคริสตกาล
	²⁴⁵ซม.^ƒ	²⁵⁰ซม.		8.3–8.5 พันปีก่อนคริสตกาล
			²³⁹ปู^ƒ	24.1 กิโล
		²³⁰ Th^№	²³¹ Pa^№	32–76 พันปีก่อนคริสตกาล
²³⁶ Np^ƒ	²³³ U^ƒ	²³⁴ U^№		150–250 พันปี	⁹⁹ Tc^₡	¹²⁶ส.น.
²⁴⁸ซม.		²⁴²พู		327–375 พันปีก่อนคริสตกาล		⁷⁹ Se^₡
				1.33 ล้านปี	¹³⁵ซีเอส^₡
	²³⁷ Np^ƒ			1.61–6.5 ล้านปี	⁹³ Zr	¹⁰⁷ปอนด์
²³⁶อุ			²⁴⁷ซม.^ƒ	15–24 ล้านปี		¹²⁹ I^₡
²⁴⁴พู				80 ล้าน ปี	...ไม่เกิน 15.7 ล้านปี^{[ 24 ]}
²³² Th^№		²³⁸ U^№	²³⁵ U^ƒ№	0.7–14.1 พันล้านปี	...ไม่เกิน 15.7 ล้านปี^{[ 24 ]}
₡ มี ค่าภาค ตัดขวางการจับนิวตรอน ความร้อน อยู่ในช่วง 8–50 บาร์น ƒ, ฟิสไซล์ หมายเลข 1 ซึ่งส่วนใหญ่เป็นวัสดุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (NORM) þ, พิษนิวตรอน (ภาคตัดขวางการจับนิวตรอนความร้อนมากกว่า 3k บาร์น)

ไอโซโทปที่น่าสนใจ

ธอร์เรียม-228

^228Thเป็นไอโซโทปของธอร์เรียม ที่มี นิวตรอน 138 ตัว เดิมทีเรียกว่าเรดิโอธ อร์เรียม เนื่องจากพบได้ในห่วงโซ่การสลายตัวของธอร์เรียม-232 มีครึ่งชีวิต 1.9125 ปี มันสลายตัวแบบอัลฟา ไปเป็น^224Raบางครั้งมันก็สลายตัวด้วยเส้นทางที่ผิดปกติคือการสลายตัวแบบคลัสเตอร์ปล่อยนิวเคลียสของ^20Oและผลิต 208Pb ที่เสถียร^มันเป็นไอโซโทปที่เกิดจาก 232U ^และ เป็นสาเหตุของอันตรายทางรังสี

ร่วมกับผลิตภัณฑ์การสลายตัว²²⁴ Ra มันถูกใช้ในการบำบัดด้วยรังสีอนุภาคอัลฟา^{[ 25 ]}

ธอร์เรียม-229

^229Thเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสี ของธอร์เรียมที่สลายตัวโดย การปล่อย อัลฟา ด้วยครึ่งชีวิต 7916 ปี ^229Thผลิตขึ้นจากการสลายตัวของยูเรเนียม-233และการใช้งานหลักคือการผลิตไอโซโทปทางการแพทย์^แอคติเนียม-225และบิสมัท-213 [²⁶^]

ธอร์เรียม-229ม

^{ธาตุ 229Th}มี ไอโซเมอ ร์นิวเคลียร์^{229 ม.}Thซึ่งมีพลังงานกระตุ้นต่ำอย่างน่าทึ่ง8.355 733 554 021 (8) eV ^{[ 6} ] สิ่งนี้ทำให้มีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลาย^{ประการ}

เนื่องจากพลังงานนี้มีขนาดใกล้เคียงกับพลังงานไอออนไนเซชันของอิเล็กตรอน (สำหรับการอ้างอิง พลังงานไอออนไนเซชันของไฮโดรเจนคือ 13.6 eV) อัตราการสลายตัวของ^229m Th จึงไวต่อสภาพแวดล้อมอิเล็กตรอนของนิวเคลียส ใน²²⁹ Th ที่เป็นกลาง ไอโซเมอร์จะสลายตัวโดยการแปลงภายในภายในไม่กี่ไมโครวินาที^{[ 27 ]}^{[ 28 ]}^{[ 29 ]} อย่างไรก็ตาม พลังงานไอโซเมอร์ไม่เพียงพอที่จะกำจัดอิเล็กตรอนตัวที่สอง (พลังงานไอออนไนเซชันตัวที่สองของธอร์เรียมคือ11.5 eV ) ดังนั้นการแปลงภายในจึงเป็นไปไม่ได้ในไอออน Th ⁺การสลายตัวแบบแผ่รังสีเกิดขึ้นโดยมีครึ่งชีวิต ที่ยาวนานกว่า 8.4อันดับ ซึ่งมากกว่า 1000 วินาที^{[ 28 ]}^{[ 30 ]} เมื่อฝังอยู่ในผลึกไอออนิกการแตกตัวเป็นไอออนจะไม่สมบูรณ์ 100% ดังนั้นจึงเกิดการแปลงภายในเล็กน้อย ส่งผลให้อายุการใช้งานที่วัดได้เมื่อเร็ว ๆ นี้อยู่ที่ประมาณ ≈600 วินาที [ ⁵^]^[³¹^]ซึ่งสามารถขยายไปสู่ช่วงอายุขัยสำหรับไอออนที่แยกตัว^ได้1740 ± 50 วินาที^[⁵^]

พลังงานกระตุ้นนิวเคลียร์ปกติจะสอดคล้องกับโฟตอนรังสีแกมมา แต่พลังงานกระตุ้นนี้จะสอดคล้องกับความถี่ของโฟตอน2 020 407 384 335 ± 2 kHz (ความยาวคลื่น)148.382 182 8827 (15) nm ), ^{[ 6 ]}^{[ 32 ]}^{[ 5 ]}^{[ 31 ]}ซึ่งเป็นเพียงรังสีอัลตราไวโอเลตไกลหมายความว่าสามารถสร้างเลเซอร์ที่ทำงานที่ความถี่นี้ได้ซึ่งเป็นโอกาสเดียวที่ทราบกันดีสำหรับการกระตุ้นสถานะนิวเคลียร์โดยตรงด้วยเลเซอร์^{[ 33 ]}สิ่งนี้อาจมีการใช้งาน เช่นนาฬิกานิวเคลียร์ที่มีความแม่นยำสูงมาก^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 34 ]}^{[ 35 ]}หรือเป็นคิวบิตสำหรับการคำนวณควอนตัม^{[ 36 ]}

การใช้งานเหล่านี้ถูกขัดขวางมาเป็นเวลานานด้วยการวัดพลังงานไอโซเมอร์ที่ไม่แม่นยำ เนื่องจากความแม่นยำสูงของการกระตุ้นด้วยเลเซอร์ทำให้ยากต่อการค้นหาช่วงความถี่ที่กว้าง มีการวิจัยมากมายทั้งในเชิงทฤษฎีและเชิงทดลองที่พยายามกำหนดพลังงานการเปลี่ยนสถานะอย่างแม่นยำและระบุคุณสมบัติอื่นๆ ของสถานะไอโซเมอร์ของ²²⁹ Th (เช่น อายุการใช้งานและโมเมนต์แม่เหล็ก) จนกระทั่งสามารถวัดความถี่ได้อย่างแม่นยำในปี 2024 ^{[ 5 ]}^{[ 32 ]}^{[ 31 ]}

ประวัติศาสตร์

การวัดไอโซเมอร์ของธอร์เรียมในระยะแรกนั้นทำโดยใช้สเปกโทรสโกปีรังสีแกมมาซึ่งให้ผลลัพธ์ดังนี้ สถานะกระตุ้น29.5855 keV ของ ^229Thและการวัดความแตกต่างของพลังงานรังสีแกมมาที่ปล่อยออกมาเมื่อมันสลายตัวไปเป็น สถานะไอโซเมอร์ ^229mTh (90%) หรือ^229Th (10%) ในปี 1976 Kroger และ Reich พยายามทำความเข้าใจ ผลกระทบ ของแรงโคริโอลิสในนิวเคลียสที่ผิดรูปและพยายามจับคู่สเปกตรัมรังสีแกมมาของธอร์เรียมกับแบบจำลองรูปร่างนิวเคลียร์เชิงทฤษฎี พวกเขาประหลาดใจที่พบว่าสถานะนิวเคลียร์ที่รู้จักไม่สามารถจัดประเภทได้อย่างเหมาะสมใน ระดับการควอน ตัมโมเมนตัมเชิงมุมรวม ที่แตกต่างกัน พวกเขาสรุปว่าบางสถานะที่ระบุว่าเป็น ^229Thก่อนหน้านี้แท้จริงแล้วเกิดจากสปิน-3/2ไอโซเมอร์นิวเคลียร์^229m Th ที่มีพลังงานกระตุ้นต่ำอย่างน่าทึ่ง^{[ 37 ]}

ในเวลานั้น พลังงานถูกอนุมานว่าต่ำกว่า 100 eV โดยอาศัยเพียงการไม่พบการสลายตัวโดยตรงของไอโซเมอร์ อย่างไรก็ตาม ในปี 1990 การวัดเพิ่มเติมทำให้ได้ข้อสรุปว่าพลังงานนั้นต่ำกว่า 10 eV อย่างแน่นอน ^{[ 38 ]}ทำให้เป็นหนึ่งในพลังงานการกระตุ้นไอโซเมอร์ที่ต่ำที่สุดเท่าที่ทราบ ในปีต่อๆ มา พลังงานถูกจำกัดเพิ่มเติมเป็น3.5 ± 1.0 eVซึ่งเป็นค่าพลังงานที่ยอมรับกันมานานแล้ว^{[ 39 ]}

ในปี 2550 ได้มีการดำเนินการวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาที่ได้รับการปรับปรุงโดยใช้ไมโครแคลอริมิเตอร์รังสีเอกซ์ความละเอียดสูงขั้นสูง ซึ่งให้ค่าพลังงานการเปลี่ยนสถานะใหม่ของ7.6 ± 0.5 eV , ^{[ 40 ]}แก้ไขเป็น7.8 ± 0.5 eVในปี 2552 ^{[ 41 ]}พลังงานที่สูงขึ้นนี้มีผลสองประการที่ไม่ได้พิจารณาในการพยายามสังเกตโฟตอนที่ปล่อยออกมาก่อนหน้านี้:

เนื่องจากอยู่เหนือธาตุทอเรียม พลังงานไอออนไนเซชันแรก6.08 eV ทำให้ ^229m Th ที่เป็นกลางจะสลายตัวแบบแผ่รังสีด้วยความน่าจะเป็นที่ต่ำมาก และ
เพราะมันอยู่เหนือกว่าเนื่องจากพลังงานตัดของรังสีอัลตราไวโอเลตในสุญญากาศอยู่ ที่ 6.2 eVโฟตอนที่เกิดขึ้นจึงไม่สามารถเดินทางผ่านอากาศได้

แต่ถึงแม้จะทราบถึงพลังงานที่สูงขึ้น การค้นหาแสงที่ปล่อยออกมาจากการสลายตัวแบบไอโซเมอร์ส่วนใหญ่ในช่วงปี 2010 ก็ไม่พบสัญญาณใดๆ^{[ 42 ]}^{[ 43 ]}^{[ 44 ]}^{[ 45 ]}ซึ่งชี้ให้เห็นถึงช่องทางการสลายตัวแบบไม่แผ่รังสีที่มีศักยภาพสูง มีการอ้างว่าตรวจพบโฟตอนที่ปล่อยออกมาในการสลายตัวแบบไอโซเมอร์โดยตรงในปี 2012 ^{[ 46 ]}และอีกครั้งในปี 2018 ^{[ 47 ]}อย่างไรก็ตาม รายงานทั้งสองฉบับเป็นที่ถกเถียงกันในชุมชน^{[ 48 ]}^{[ 49 ]}

การตรวจจับอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาโดยตรงใน ช่องทางการสลายตัว ของการแปลงภายในของ^229m Th ประสบความสำเร็จในปี 2016 ^{[ 50 ]}อย่างไรก็ตาม ในขณะนั้น พลังงานการเปลี่ยนผ่านของไอโซเมอร์สามารถจำกัดได้เพียงเล็กน้อยระหว่าง 6.3 ถึง 18.3 eV ในที่สุด ในปี 2019 สเปกโทรสโกปีอิเล็กตรอนแบบไม่ใช้แสงของอิเล็กตรอนการแปลงภายในที่ปล่อยออกมาในการสลายตัวของไอโซเมอร์ทำให้สามารถกำหนดพลังงานการกระตุ้นของไอโซเมอร์ได้8.28 ± 0.17 eV ^{[ 51} ] อย่างไรก็ตาม ค่านี้ดูเหมือนจะขัดแย้งกับ ^{เอกสาร}ก่อนตีพิมพ์ปี 2018 ที่แสดงให้เห็นว่าสัญญาณที่คล้ายกันเป็นสามารถแสดงโฟตอน VUV ของซีนอน 8.4 eVได้ แต่ด้วยเวลาประมาณ1.3+0.2 −0.1 พลังงานน้อยลง (eV)และ (ถูกต้องเมื่อพิจารณาย้อนหลัง) อายุการใช้งาน1880 ± 170 วินาที^{[ 47 ]}ในเอกสารนั้น²²⁹ Th ถูกฝังอยู่ในSiO ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานและอายุการใช้งานที่เปลี่ยนแปลงไป แม้ว่าสถานะที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่จะเป็นนิวเคลียร์ ซึ่งป้องกันจากปฏิสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์

ในการทดลองอีกครั้งในปี 2018 สามารถทำการวิเคราะห์คุณสมบัติทางนิวเคลียร์ของ^229m Th ด้วย เลเซอร์สเปกโทรสโกปีได้เป็นครั้งแรก ^{[ 52 ]}ในการทดลองนี้ได้ทำการวิเคราะห์ด้วยเลเซอร์สเปกโทรสโกปีของ เปลือกอะตอมของ ^{229 Th โดยใช้กลุ่มไอออน}²²⁹ Th ²⁺ที่มีไอออน 2% อยู่ในสถานะกระตุ้นนิวเคลียร์ ซึ่งทำให้สามารถตรวจสอบการเลื่อนไฮเปอร์ไฟน์ที่เกิดจากสถานะสปินนิวเคลียร์ที่แตกต่างกันของสถานะพื้นฐานและสถานะไอโซเมอร์ได้ ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถอนุมานค่าทดลองแรกสำหรับไดโพลแม่เหล็กและโมเมนต์ควอดรูโพลไฟฟ้าของ^229m Th ได้

ในปี 2019 พลังงานกระตุ้นของไอโซเมอร์ถูกจำกัดไว้ที่8.28 ± 0.17 eVโดยอิงจากการตรวจจับอิเล็กตรอนการแปลงภายในโดยตรง^{[ 51 ]}และประชากร^229m Th ที่ปลอดภัยจากสถานะพื้นฐานของนิวเคลียร์นั้นเกิดขึ้นจากการกระตุ้นของสถานะกระตุ้นนิวเคลียร์ 29 keVผ่านการแผ่รังสีซินโครตรอน^{[ 53 ]} การวัดเพิ่มเติมโดยกลุ่มอื่นในปี 2020 ทำให้ได้ตัวเลข8.10 ± 0.17 eV (ความยาวคลื่น 153.1 ± 3.2 นาโนเมตร ) ^{[ 54 ]} เมื่อรวมการวัดเหล่านี้ พลังงานการเปลี่ยนผ่านที่คาดไว้คือ8.12 ± 0.11 eV . ^{[ 55 ]}

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2565 การวิเคราะห์สเปกตรัมของตัวอย่างที่กำลังสลายตัวได้ระบุว่าพลังงานกระตุ้นคือ8.338 ± 0.024 eV . ^{[ 56 ]}

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2567 กลุ่มวิจัยสองกลุ่มได้รายงานการกระตุ้นด้วยเลเซอร์อย่างแม่นยำของไอออน Th ⁴⁺ที่เจือปนอยู่ในผลึกไอออนิก (ของCaF และ LiSrAlF F ⁻แทรกอยู่เพิ่มเติม เพื่อชดเชยประจุ) ทำให้ได้ การวัดพลังงานการเปลี่ยนสถานะที่แม่นยำ (~1 ส่วนต่อล้าน ) ^{[ 32 ]}^{[ 7 ]}^{[ 5 ]}^{[ 31 ]} หนึ่งส่วนต่อล้านล้าน (การวัด 10 ⁻¹² ) ตามมาในเดือนมิถุนายน 2024 ^{[ 6 ]}^{[ 57 ]}และเลเซอร์ความแม่นยำสูงในอนาคตจะวัดความถี่ได้ถึงความแม่นยำ 10 ⁻¹⁸ของนาฬิกาอะตอม ที่ดีที่สุด ^{[ 6 ]}^{[ 9 ]}^{[ 35 ]}

ธอร์เรียม-230

^230Thเป็นไอโซโทป กัมมันตรังสี ของธาตุทอเรียมที่สามารถใช้ในการหาอายุของปะการัง (การหาอายุด้วยยูเรเนียม-ทอเรียม ) และกำหนดการไหลของกระแสน้ำในมหาสมุทรไอโอเนียม(สัญลักษณ์ Io ) เป็นชื่อที่ใช้เรียกไอโซโทป ^230Thที่เกิดขึ้นจากกระบวนการสลายตัวของ^238Uในช่วงแรกของการศึกษาธาตุกัมมันตรังสีก่อนที่ธรรมชาติของไอโซโทปจะได้รับการเข้าใจอย่างถ่องแท้ ชื่อนี้ยังคงใช้ในการหาอายุด้วยไอโอเนียม-ทอเรียม ซึ่ง เป็นอีกวิธีหนึ่งที่ใช้ไอโซโทปนี้

ธอร์เรียม-231

^231Thมีนิวตรอน 141 ตัวเป็นผลผลิตจากการสลายตัวของยูเรเนียม-235พบได้ในปริมาณน้อยมากบนโลกและมีครึ่งชีวิต 25.52 ชั่วโมง^{[ 58 ]}เมื่อสลายตัว จะปล่อยรังสีเบตาและก่อตัวเป็นโปรแทคติเนียม-231ซึ่งมีพลังงานการสลายตัว 0.39 MeV

ธอร์เรียม-232

^232Thเป็นนิวไคลด์ดั้งเดิม เพียงชนิดเดียว ของธอร์เรียมและประกอบขึ้นเป็นธอร์เรียมธรรมชาติเกือบทั้งหมด โดยไอโซโทปอื่นๆ ของธอร์เรียมปรากฏเพียงในปริมาณเล็กน้อยในรูปของผลิตภัณฑ์การสลายตัวที่มีอายุสั้นของยูเรเนียมและธอร์เรียม^{[ 59 ]} ไอโซโทปนี้สลายตัวด้วยการสลายตัวแบบอัลฟาโดยมีครึ่งชีวิต 1.40 × 10¹⁰ ปี ซึ่งมากกว่า อายุของโลกถึงสามเท่าและประมาณอายุของจักรวาล ลำดับการสลายตัวของมันคืออนุกรมทอเรียมซึ่งสิ้นสุดที่ตะกั่ว-208ส่วนที่เหลือของลำดับการสลายตัวนั้นรวดเร็ว ครึ่งชีวิตที่ยาวที่สุดในนั้นคือ 5.75 ปีสำหรับเรเดียม-228และ 1.91 ปีสำหรับทอเรียม-228ส่วนครึ่งชีวิตอื่นๆ ทั้งหมดรวมกันแล้วน้อยกว่าหนึ่งสัปดาห์

^232Thเป็นวัสดุที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งสามารถดูดซับนิวตรอนและเกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นนิวไคลด์ฟิสไซล์ยูเรเนียม-233ซึ่งเป็นพื้นฐานของวัฏจักรเชื้อเพลิงทอเรียม [ ⁶⁰^]^ใน รูปของThorotrastซึ่งเป็นสาร แขวนลอย ของทอเรียมไดออกไซด์ถูกใช้เป็นสารทึบรังสีใน การวินิจฉัย ด้วยรังสีเอกซ์ ในยุคแรก ปัจจุบันทอเรียม-232 ถูกจัดว่าเป็นสารก่อมะเร็ง^[⁶¹^]

ธอร์เรียม-233

^233Thเป็นไอโซโทปของธอร์เรียมที่สลายตัวเป็นโปรแทคติเนียม-233ผ่านการสลายตัวแบบเบตา จากนั้นสลายตัวเป็นยูเรเนียม-233เพื่อเข้าร่วมใน^{ห่วงโซ่การสลายตัว ของ}อนุกรมเนปทูเนียมมีครึ่งชีวิต 21.83 นาที พบร่องรอยในธรรมชาติอันเป็นผลมาจากการกระตุ้นด้วยนิวตรอน ตามธรรมชาติ ของ^232Th^[ 62^]

ธอร์เรียม-234

^234Thเป็นไอโซโทปของธาตุทอเรียมที่ มี นิวเคลียส ประกอบด้วย นิวตรอน 144ตัว^234Thมีครึ่งชีวิต 24.11 วัน มันปล่อยอนุภาคเบตา ออก มาและเปลี่ยนไปเป็นโปรแทคติเนียม -234 ด้วยพลังงานการสลายตัวประมาณ 0.27 MeVยูเรเนียม -238 มักจะสร้างไอโซโทปของธาตุทอเรียมเมื่อสลายตัว (แม้ว่าในบางกรณีที่หายาก มันจะเกิดการแตกตัวแบบเกิดขึ้นเองและในกรณีที่หายากยิ่งกว่านั้นคือการสลายตัวแบบเบตาคู่ )

↑ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "การประเมินมวลอะตอม AME 2020 (II). ตาราง กราฟ และเอกสารอ้างอิง*". Chinese Physics C . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .

↑ FRIB Nuclear Data Group. "โครงการค้นพบนิวไคลด์ ฐานข้อมูลไอโซโทป" . doi : 10.11578/frib/2279152 .

↑ FRIB Nuclear Data Group. "โครงการค้นพบนิวไคลด์ ฐานข้อมูลไอโซเมอร์" . doi : 10.11578/frib/2572219 .

1 2 Zhang, Ch.; von der Wense, L.; Doyle, JF; et al. (2024). " ²²⁹ ThF ฟิล์มบางสำหรับนาฬิกานิวเคลียร์แบบโซลิดสเตท" Nature . 636 (603). doi : 10.1038/s41586-024-08256-5 .

↑ Seiferle, B; vdWense, L.; Thirolf, PG (2017). "การวัดอายุการใช้งานของไอโซเมอร์นิวเคลียร์^{229Th "}Phys. Rev. Lett . 118 (042501). arXiv : 1801.05205 . doi : 10.1103/PhysRevLett.118.042501 .

↑ Elwell, R; Schneider, Ch.; Jeet, J; และคณะ (2024). "การกระตุ้นด้วยเลเซอร์ของ การเปลี่ยนผ่านไอโซเมอร์นิวเคลียร์ ²²⁹ Th ในโฮสต์สถานะของแข็ง" Phys. Rev. Lett . 133 (013201). doi : 10.1103/PhysRevLett.133.013201 .

↑การวิเคราะห์ ENSDF มีให้บริการที่ศูนย์ข้อมูลนิวเคลียร์แห่งชาติ"ฐานข้อมูล NuDat 3.0"ห้องปฏิบัติการแห่งชาติบรูคเฮเวน

↑ f2.5 เลนส์ Aero Ektarภาพบางส่วน

↑ Michael S. Briggs (16 มกราคม 2002). "เลนส์ Aero-Ektar" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 12 สิงหาคม 2015 . สืบค้นเมื่อ 28 สิงหาคม 2015 .

↑บวกกับเรเดียม (ธาตุที่ 88) แม้ว่าจริงๆ แล้วจะเป็นซับแอกทิไนด์ แต่ก็อยู่ก่อนหน้าแอกทิเนียม (89) และตามหลังช่องว่างของธาตุที่ไม่เสถียรสามธาตุหลังจากโพโลเนียม (84) ซึ่งไม่มีนิวไคลด์ใดที่มีครึ่งชีวิตอย่างน้อยสี่ปี (นิวไคลด์ที่มีอายุยืนยาวที่สุดในช่องว่างคือเรดอน-222ซึ่งมีครึ่งชีวิตน้อยกว่าสี่วัน ) ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวที่สุดของเรเดียมที่ 1,600 ปี จึงสมควรได้รับการรวมธาตุนี้ไว้ในที่นี้

↑โดยเฉพาะอย่างยิ่งจาก การแตกตัว ของนิวตรอนความร้อนของยูเรเนียม-235 เช่น ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั่วไป

↑ Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "ครึ่งชีวิตอัลฟาของเบอร์คีเลียม-247; ไอโซเมอร์อายุยืนยาวใหม่ของเบอร์คีเลียม-248" ฟิสิกส์นิวเคลียร์ 71 ( 2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016/0029-5582(65)90719-4 ."การวิเคราะห์ไอโซโทปเผยให้เห็นสารประกอบที่มีมวล 248 ในปริมาณคงที่ในตัวอย่างสามตัวอย่างที่วิเคราะห์ในช่วงเวลาประมาณ 10 เดือน ซึ่งระบุว่าเป็นไอโซเมอร์ของ Bk ²⁴⁸ที่มีครึ่งชีวิตมากกว่า 9 ปี ไม่พบการเพิ่มขึ้นของ Cf ²⁴⁸และสามารถกำหนดค่าต่ำสุดของครึ่งชีวิต ของ β ^{− ได้ที่ประมาณ 10}⁴ปี ไม่พบกิจกรรมอัลฟาที่เกิดจากไอโซเมอร์ใหม่นี้ ครึ่งชีวิตของอัลฟาน่าจะมากกว่า 300 ปี"

↑นี่คือนิวไคลด์ที่หนักที่สุดที่มีครึ่งชีวิตอย่างน้อยสี่ปี ก่อนที่จะเข้าสู่ "ทะเลแห่งความไม่เสถียร "

↑ไม่รวมนิวไคลด์ "ที่มีเสถียรภาพแบบคลาสสิก " ซึ่งมีครึ่งชีวิตมากกว่า²³² Th อย่างมีนัยสำคัญ เช่น ในขณะที่^113m Cd มีครึ่งชีวิตเพียงสิบสี่ปี แต่¹¹³ Cd มีครึ่งชีวิตถึงแปดพันล้านล้านปี

↑ "Thor Medical – การผลิตตัวปล่อยอนุภาคอัลฟาสำหรับการรักษามะเร็ง"พฤษภาคม 2023

↑รายงานต่อสภาคองเกรสเกี่ยวกับการสกัดไอโซโทปทางการแพทย์จากยูเรเนียม-233 เก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 กันยายน 2011 ที่Wayback Machineกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ มีนาคม 2001

↑ Karpeshin, FF; Trzhaskovskaya, MB (พฤศจิกายน 2007). "ผลกระทบของสภาพแวดล้อมอิเล็กตรอนต่ออายุการใช้งานของ ไอโซเมอร์ ²²⁹ Th ^mที่มีพลังงานต่ำ" Physical Review C . 76 (5) 054313. Bibcode : 2007PhRvC..76e4313K . doi : 10.1103/PhysRevC.76.054313 .

1 2 Tkalya, Eugene V.; Schneider, Christian; Jeet, Justin; Hudson, Eric R. (25 พฤศจิกายน 2015). "อายุการแผ่รังสีและพลังงานของระดับไอโซเมอร์พลังงานต่ำใน²²⁹ Th". Physical Review C . 92 (5) 054324. arXiv : 1509.09101 . Bibcode : 2015PhRvC..92e4324T . doi : 10.1103/PhysRevC.92.054324 . S2CID 118374372 .

↑ Seiferle, B.; von der Wense, L.; Thirolf, PG (มกราคม 2017). "การวัดอายุขัยของไอโซเมอร์นิวเคลียร์^{229 Th".}Physical Review Letters . 118 (4) 042501. arXiv : 1801.05205 . Bibcode : 2017PhRvL.118d2501S . doi : 10.1103/PhysRevLett.118.042501 . PMID 28186791 . S2CID 37518294 . ครึ่งชีวิตของ วัดได้ค่า7 ± 1 ไมโครวินาที

↑ Minkov, Nikolay; Pálffy, Adriana (23 พฤษภาคม 2017). "ความน่าจะเป็นของการเปลี่ยนผ่านที่ลดลงสำหรับการสลายตัวแกมมาของไอโซเมอร์ 7.8 eV ใน^229m Th". Phys. Rev. Lett. 118 (21) 212501. arXiv : 1704.07919 . Bibcode : 2017PhRvL.118u2501M . doi : 10.1103/PhysRevLett.118.212501 . PMID 28598657 . S2CID 40694257 .

1 2 3 4 Elwell, R.; Schneider, Christian; Jeet, Justin; Terhune, JES; Morgan, HWT; Alexandrova, AN; Tran Tan, Hoang Bao; Derevianko, Andrei; Hudson, Eric R. (18 เมษายน 2024). "การกระตุ้นด้วยเลเซอร์ของ การเปลี่ยนผ่านไอโซเมอร์นิวเคลียร์ ²²⁹ Th ในตัวกลางของแข็ง" arXiv : 2404.12311 [ physics.atom-ph ]. คุณลักษณะสเปกตรัมที่แคบและจำกัดด้วยความกว้างของเส้นเลเซอร์ที่148.382 19 (4) (20) nm (2 020 407 .3(5) (30) GHz ) ที่สลายตัวด้วยอายุการใช้งานของ568(13) (20) s . คุณสมบัตินี้ถูกกำหนดให้กับการกระตุ้นของ สถานะไอโซเมอร์นิวเคลียร์ ²²⁹ Th ซึ่งพบว่าพลังงานคือ8.355 733 (2) (10) eVใน²²⁹ Th:LiSrAlF .

1 2 3 Thirolf, Peter (29 เมษายน 2024). "การเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับไอโซเมอร์ของนาฬิกานิวเคลียร์ทอเรียม-229" . Physics . 17 71. Bibcode : 2024PhyOJ..17...71T . doi : 10.1103/Physics.17.71 .

↑ Tkalya, EV; Varlamov, VO; Lomonosov, VV; Nikulin, SA (1996). "กระบวนการของไอโซเมอร์นิวเคลียร์^229m Th(3/2 ⁺ , 3.5±1.0 eV) การกระตุ้นแบบเรโซแนนซ์โดยโฟตอนแสง" Physica Scripta . 53 (3): 296– 299. Bibcode : 1996PhyS...53..296T . doi : 10.1088/0031-8949/53/3/003 . S2CID 250744766 .

↑ von der Wense, Lars; Seiferle, Benedict; Thirolf, Peter G. (มีนาคม 2018). "มุ่งสู่การสร้างนาฬิกานิวเคลียร์โดยใช้ 229Th" ^{เทคนิค}การวัด 60 ( 12): 1178– 1192. arXiv : 1811.03889 . Bibcode : 2018MeasT..60.1178V . doi : 10.1007/s11018-018-1337-1 . S2CID 119359298 .

1 2 Thirolf, Peter G. และคณะ (มีนาคม 2020) 'การเปลี่ยนสถานะ' ใน 'เรื่องราวของไอโซเมอร์ธอร์เรียม'. การประชุมฟิสิกส์ทะเลสาบมาซูเรียนครั้งที่ 36 (1–7 พฤศจิกายน 2019) (PDF) . Acta Physica Polonica B . เล่มที่ 51, ฉบับที่ 3. Piaski, จังหวัด Pisz , โปแลนด์. หน้า561–570 . arXiv : 2108.13388 . doi : 10.5506/APhysPolB.51.561 . เดิมทีนำเสนอในชื่อ " การระบุลักษณะเฉพาะของ ไอโซเมอร์ ^229m Th ที่หายาก – ก้าวสำคัญสู่การสร้างนาฬิกานิวเคลียร์ "

↑ Raeder, S.; Sonnenschein, V.; Gottwald, T.; Moore, ID; Reponen, M.; Rothe, S.; Trautmann, N.; Wendt, K. (กรกฎาคม 2011). "สเปกโทรสโกปีไอออนไนเซชันเรโซแนนซ์ของไอโซโทปของธอร์เรียม - มุ่งสู่การระบุไอโซเมอร์ 7.6 eV ต่ำของ²²⁹ Th ด้วยสเปกโทรสโกปีเลเซอร์" J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 44 (16) 165005. arXiv : 1105.4646 . Bibcode : 2011JPhB...44p5005R . doi : 10.1088/0953-4075/44/16/165005 . S2CID 118379032 .

↑ Kroger, LA; Reich, CW (1976). "ลักษณะของแผนผังระดับพลังงานต่ำของ²²⁹ Th ตามที่สังเกตได้ในการสลายตัวแบบอัลฟาของ²³³ U" Nuclear Physics A . 259 (1): 29– 60. Bibcode : 1976NuPhA.259...29K . doi : 10.1016/0375-9474(76)90494-2 .

↑ Reich, CW; Helmer, RG (ม.ค. 1990). "การแยกพลังงานของคู่สถานะภายในที่สถานะพื้นฐานของ²²⁹ Th" . Physical Review Letters . 64 (3). American Physical Society: 271– 273. Bibcode : 1990PhRvL..64..271R . doi : 10.1103/PhysRevLett.64.271 . PMID 10041937 .

↑ Helmer, RG; Reich, CW (เมษายน 1994). "สถานะกระตุ้นของ²²⁹ Th ที่ 3.5 eV" . Physical Review C . 49 (4): 1845– 1858. Bibcode : 1994PhRvC..49.1845H . doi : 10.1103/PhysRevC.49.1845 . PMID 9969412 .

↑ BR Beck และคณะ(2007-04-06). "การแยกพลังงานในสถานะพื้นฐานคู่ในนิวเคลียส²²⁹ Th" . Physical Review Letters . 98 (14) 142501. Bibcode : 2007PhRvL..98n2501B . doi : 10.1103/PhysRevLett.98.142501 . PMID 17501268 . S2CID 12092700 .

↑ Beck BR, Wu CY, Beiersdorfer P, Brown GV, Becker JA, Moody KJ, Wilhelmy JB, Porter FS, Kilbourne CA, Kelley RL (30 กรกฎาคม 2552). ค่าที่ปรับปรุงแล้วสำหรับการแยกพลังงานของดับเบิลต์สถานะพื้นฐานในนิวเคลียส²²⁹ Th (PDF)การประชุมนานาชาติครั้งที่ 12 ว่าด้วยกลไกปฏิกิริยานิวเคลียร์ วาเรนนา อิตาลี LLNL-PROC-415170 เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 27 มกราคม 2560 สืบค้น เมื่อ 14 พฤษภาคม2557

↑ Jeet, Justin; Schneider, Christian; Sullivan, Scott T.; Rellergert, Wade G.; Mirzadeh, Saed; Cassanho, A.; และคณะ (23 มิถุนายน 2015). "ผลลัพธ์ของการค้นหาโดยตรงโดยใช้รังสีซินโครตรอนสำหรับพลังงานต่ำ" Physical Review Letters . 114 (25) 253001. arXiv : 1502.02189 . Bibcode : 2015PhRvL.114y3001J . doi : 10.1103/physrevlett.114.253001 . PMID 26197124 . S2CID 1322253 .

↑ Yamaguchi, A.; Kolbe, M.; Kaser, H.; Reichel, T.; Gottwald, A.; Peik, E. (พฤษภาคม 2015). "การค้นหาเชิงทดลองสำหรับการเปลี่ยนผ่านนิวเคลียร์พลังงานต่ำใน²²⁹ Th ด้วยการแผ่รังสีอันดูเลเตอร์" . New Journal of Physics . 17 (5) 053053. Bibcode : 2015NJPh...17e3053Y . doi : 10.1088/1367-2630/17/5/053053 .

↑ฟอน เดอร์ เวนส์, ลาร์ส (2016) ในการตรวจจับโดยตรงของ^229m Th (PDF) (วิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอก) ลุดวิก-แม็กซิมิเลียนส์-มหาวิทยาลัยมิวนิคไอเอสบีเอ็น 978-3-319-70461-6.

↑ Stellmer, S.; Kazakov, G.; Schreitl, M.; Kaser, H.; Kolbe, M.; Schumm, T. (2018). "ความพยายามในการกระตุ้นไอโซเมอร์นิวเคลียร์ใน Th-229 ด้วยแสง" Physical Review A . 97 (6) 062506. arXiv : 1803.09294 . Bibcode : 2018PhRvA..97f2506S . doi : 10.1103/PhysRevA.97.062506 . S2CID 4946329 .

↑ Zhao, Xinxin; Martinez de Escobar, Yenny Natali; Rundberg, Robert; Bond, Evelyn M.; Moody, Allen; Vieira, David J. (18 ตุลาคม 2012). "การสังเกตการลดพลังงานของ ไอโซเมอร์นิวเคลียร์ ^229m Th" . Physical Review Letters . 109 (16) 160801. Bibcode : 2012PhRvL.109p0801Z . doi : 10.1103/PhysRevLett.109.160801 . PMID 23215066 .

1 2 Borisyuk, PV; Chubunova, EV; Kolachevsky, NN; Lebedinskii, Yu Yu; Vasiliev, OS; Tkalya, EV (2018-04-01). "การกระตุ้น นิวเคลียส ²²⁹ Th ในพลาสมาเลเซอร์: พลังงานและครึ่งชีวิตของสถานะไอโซเมอร์ระดับต่ำ" arXiv : 1804.00299 [ nucl-th ]

↑ Peik, Ekkehard; Zimmermann, Kai (2013-07-03). "ความคิดเห็นเกี่ยวกับ "การสังเกตการลดระดับพลังงานของ ไอโซเมอร์นิวเคลียร์ ^229m Th"". Physical Review Letters . 111 (1) 018901. Bibcode : 2013PhRvL.111a8901P . doi : 10.1103/PhysRevLett.111.018901 . PMID 23863029 . แม้ว่าเราจะไม่ตัดความเป็นไปได้ที่การสลายตัวของ ไอโซเมอร์ ^229m Th จะมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยโฟตอนที่สังเกตได้ใน [1] แต่เราสรุปได้ว่าสัญญาณที่ต้องการจะถูกบดบังอย่างมากด้วยพื้นหลังจากการสลายตัวของนิวเคลียร์อื่นๆ และการเรืองแสงของรังสีที่เกิดขึ้นในแผ่น MgF

↑ Thirolf, Peter G.; Seiferle, Benedict; von der Wense, Lars (2019-10-28). "ไอโซเมอร์ 229-ธอร์เรียม: ประตูสู่เส้นทางจากนาฬิกาอะตอมไปสู่นาฬิกานิวเคลียร์"วารสารฟิสิกส์ B: ฟิสิกส์อะตอม โมเลกุล และทัศนศาสตร์ 52 ( 20) 203001. Bibcode : 2019JPhB...52t3001T . doi : 10.1088/1361-6455/ab29b8 .

↑ฟอน เดอร์ เวนส์, ลาร์ส; ไซเฟอร์เล, เบเนดิกต์; ลาเทียอูอี, มุสตาฟา; นอยไมร์, เจอร์เก้น บี.; ไมเออร์, ฮันส์-ยอร์ก; เวิร์ธ, ฮันส์-ฟรีดริช; และคณะ (5 พฤษภาคม 2559). "การตรวจจับโดยตรงของ การเปลี่ยนสัญญาณนาฬิกานิวเคลียร์ครั้งที่ ²²⁹ " ธรรมชาติ . 533 (7601) : 47– 51. arXiv : 1710.11398 Bibcode : 2016Natur.533...47V . ดอย : 10.1038/nature17669 . PMID27147026 . S2CID 205248786 .

1 2ไซเฟอร์เล บ.; ฟอน เดอร์ เวนเซ่, ล.; บิลัส, PV; อาเมอร์สดอร์ฟเฟอร์ ไอ.; เลเมลล์ ค.; ลิบิช, เอฟ.; สเตลเมอร์ ส.; ชุมม์ ต.; ดึลล์มันน์, CE; พัลฟี่, อ.; Thirolf, PG (12 กันยายน 2019). "พลังงานของ การเปลี่ยนผ่านนาฬิกานิวเคลียร์ครั้งที่ ²²⁹ " ธรรมชาติ . 573 (7773) : 243– 246. arXiv : 1905.06308 Bibcode : 2019Natur.573..243S . ดอย : 10.1038/s41586-019-1533-4 . PMID31511684 . S2CID 155090121 .

↑ Thielking, J.; Okhapkin, MV; Przemyslaw, G.; Meier, DM; von der Wense, L.; Seiferle, B.; Düllmann, CE; Thirolf, PG; Peik, E. (2018). "การวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของไอโซเมอร์นาฬิกานิวเคลียร์^229m Th ด้วยสเปกโทรสโกปีเลเซอร์" Nature . 556 (7701): 321– 325. arXiv : 1709.05325 . Bibcode : 2018Natur.556..321T . doi : 10.1038/s41586-018-0011-8 . PMID 29670266 . S2CID 4990345 .

↑ Masuda, T.; Yoshimi, A.; Fujieda, A.; Fujimoto, H.; Haba, H.; Hara, H.; และคณะ (12 กันยายน 2019). "การปั๊มรังสีเอ็กซ์ของไอโซเมอร์นาฬิกานิวเคลียร์^{229 Th"}Nature . 573 (7773): 238– 242. arXiv : 1902.04823 . Bibcode : 2019Natur.573..238M . doi : 10.1038/s41586-019-1542-3 . PMID 31511686 . S2CID 119083861 .

↑ Sikorsky, Tomas; Geist, Jeschua; Hengstler, Daniel; Kempf, Sebastian; Gastaldo, Loredana; Enss, Christian; และคณะ (2 ตุลาคม 2020). "การวัดพลังงานของ ไอโซเมอร์ ²²⁹ Th ด้วยไมโครแคลอริมิเตอร์แม่เหล็ก" Physical Review Letters . 125 (14) 142503. arXiv : 2005.13340 . Bibcode : 2020PhRvL.125n2503S . doi : 10.1103/PhysRevLett.125.142503 . PMID 33064540 . S2CID 218900580 .

↑ von der Wense, Lars (28 กันยายน 2020). "ก้าวสู่การสร้างนาฬิกานิวเคลียร์" . ฟิสิกส์ . เล่มที่13.

↑เครเมอร์, ซานโดร; โมนส์, ยานนี; อธานาซากิส-คาคลามานาคิส, มิคาอิล; บารา, ซิลเวีย; บีคส์, เคลด์; เชตรี, เปรมาทิตยา; ดักแด้, Katerina; คลาสเซนส์, อาร์โน; โคโคลิออส, โธมัส อี.; คอร์เรอา, João GM; วิตต์, ฮิลเดอ เดอ; เฟอร์เรอร์, ราฟาเอล; เกลด์ฮอฟ, ซารินา; ไฮน์เคอ, ไรน์ฮาร์ด; Hosseini, Niyusha (พฤษภาคม 2023) "การสังเกตการสลายตัวของรังสีของไอโซเมอร์นาฬิกานิวเคลียร์ลำดับที่ 229 " ธรรมชาติ . 617 (7962) : 706– 710. arXiv : 2209.10276 Bibcode : 2023Natur.617..706K . ดอย : 10.1038/s41586-023-05894- z ISSN 1476-4687 PMID37225880 .

↑ Howlett, Joseph (4 กันยายน 2024). "นาฬิกานิวเคลียร์เรือนแรกจะทดสอบว่าค่าคงที่พื้นฐานเปลี่ยนแปลงหรือไม่" . Quanta Magazine .

↑ Knight, GB; Macklin, RL (1 มกราคม 1949). "รังสีของยูเรเนียม Y" . Physical Review . 75 (1): 34– 38. Bibcode : 1949PhRv...75...34K . doi : 10.1103/PhysRev.75.34 .

↑ "ไอโซโทปของธอร์เรียม (Z=90)"โครงการไอโซโทปห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2010-02-03 เรียกดูเมื่อ2010-01-18

↑ สมาคมนิวเคลียร์โลก . "ธอร์เรียม" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2013-02-16 . เรียกดูเมื่อ2010-01-25 .

↑ Krasinskas, Alyssa M; Minda, Justina; Saul, Scott H; Shaked, Abraham; Furth, Emma E (2004). "การกระจายตัวของ thorotrast เข้าสู่ตับที่ปลูกถ่ายหลายปีหลังการปลูกถ่าย: รายงานกรณีศึกษา" Mod . Pathol . 17 (1): 117– 120. doi : 10.1038/modpathol.3800008 . PMID 14631374 .

↑ Peppard, DF; Mason, GW; Gray, PR; Mech, JF (1952). "การปรากฏของอนุกรม (4 n + 1) ในธรรมชาติ" (PDF)วารสารสมาคมเคมีอเมริกัน 74 ( 23): 6081– 6084. Bibcode : 1952JAChS..74.6081P . doi : 10.1021/ja01143a074 . เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อ 2019-04-29

[11] Th – ไอโซเมอร์นิวเคลียร์ที่ถูกกระตุ้น

[13] () –ความไม่แน่นอน (1 σ ) จะแสดงในรูปแบบย่อในวงเล็บหลังตัวเลขหลักสุดท้ายที่เกี่ยวข้อง

[TMS-14] # –มวลอะตอมที่ทำเครื่องหมาย # : ค่าและความไม่แน่นอนไม่ได้มาจากข้อมูลการทดลองล้วนๆ แต่ได้มาจากแนวโน้มจากพื้นผิวมวล (TMS) อย่างน้อยบางส่วน

[17] ครึ่งชีวิตที่กล้าหาญ–เกือบจะเสถียร ครึ่งชีวิตยาวนานกว่าอายุของจักรวาล

[18] รูปแบบการสลายตัว:
อีซี: การจับอิเล็กตรอน
ซีดี: การสลายตัวของคลัสเตอร์
มัน: การเปลี่ยนผ่านไอโซเมอร์

[19] สัญลักษณ์ตัวหนาคือลูกสาว –ผลิตภัณฑ์ลูกสาวมีเสถียรภาพ

[20] () ค่าการหมุน –ระบุการหมุนที่มีอาร์กิวเมนต์การกำหนดค่าแบบอ่อน

[TNN-21] # –ค่าที่ทำเครื่องหมาย #ไม่ได้มาจากข้อมูลการทดลองโดยตรง แต่ได้มาจากแนวโน้มของนิวไคลด์ข้างเคียง (TNN) อย่างน้อยบางส่วน

[22] {มีทฤษฎีว่าอาจเกิดการสลายตัวแบบ β +} β⁺ไปเป็น²²⁴ Raด้วย

[as-23] 1 2ผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นกลางของ²³⁵ U

[24] ผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นกลางของ ^232Th

[25] ผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นกลางของ²³⁷ Np

[229m-28] 1 2ธาตุ^229m Th ที่เป็นกลางจะสลายตัวอย่างรวดเร็วด้วยการแปลงภายในโดยปล่อยอิเล็กตรอนออกมาหนึ่งตัว เนื่องจากมีพลังงานไม่เพียงพอที่จะปล่อยอิเล็กตรอนตัวที่สอง^{ไอออน 229m} Th⁺ จึง มีอายุยืนยาวกว่ามาก โดยสลายตัวด้วยการปล่อยรังสีแกมมา ดู § ธอ ร์เรียม-229m

[29] สถานะไอโซเมอร์เดียวกันกับข้างต้น

[31] ใช้ในการหาอายุด้วยวิธียูเรเนียม-ทอเรียม

[us-32] 1 2ผลิตภัณฑ์การสลายตัวขั้นกลางของ²³⁸ U

[33] นิวคลีโอไนด์ดั้งเดิม

[34] มีทฤษฎีว่าอาจเกิดการสลายตัวแบบ β⁻ β⁻ ไปเป็น²³² U

[35] เกิดจากการจับนิวตรอนโดย^232Th

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ n 1 ]

[

[

[

[ 12 ]

[ 13 ]

[ n 4 ]

[ n 5 ]

[ n 6 ]

[ n 7 ]

[ n 8 ]

[ n 9 ]

[ n 10 ]

[ n 11 ]

[ n 12 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ n 13 ]

[ n 14 ]

[ 16 ]

[ n 15 ]

[ n 16 ]

[ n 17 ]

[ n 18 ]

[ n 19 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

แอ

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 51

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

60

[

ห่วงโซ่การสลายตัว ของ