铕的同位素
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标准原子质量 (Ar, 标准) |
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铕(原子量:151.964(1))的同位素,其中有1个同位素是在观测上稳定的。
自然形成的铕元素由两种同位素组成:151Eu和153Eu,后者的丰度为52.2%,比前者稍高。153Eu是稳定同位素,但151Eu则会进行α衰变,半衰期为+11
−3×1018 年, 5[2]即在1公斤自然铕样本中大约每2分钟发生一次α衰变事件。这一数值与理论预测值吻合。除了自然的放射性同位素151Eu以外,已知的人造放射性同位素共有35种,其中最稳定的有150Eu(半衰期为36.9年)、152Eu(13.516年)和154Eu(8.593年)。所有剩余的放射性同位素半衰期都在4.7612年以下,且大部分小于12.2秒。铕共有8种亚稳态,最稳定的有150mEu(半衰期为12.8小时)、152m1Eu(9.3116小时)和152m2Eu(96分钟)。[3]
概述[编辑]
质量比153Eu低的同位素衰变模式主要是电子捕获,并一般产生钐的同位素;质量更高的则主要进行β−衰变,并一般产生钆的同位素。[3]
同位素 | 151Eu | 152Eu | 153Eu | 154Eu | 155Eu |
---|---|---|---|---|---|
产量 | ~10 | 低 | 1580 | >2.5 | 330 |
靶恩 | 5900 | 12800 | 312 | 1340 | 3950 |
铕是某些核裂变反应的产物,但铕同位素质量较高,其裂变产物产量很低。
和其他镧系元素一样,铕的许多同位素,特别是奇数质量数和低中子数的同位素(如152Eu),拥有很高的中子捕获截面,通常可以作为中子毒物。
铕-151[编辑]
钐-151经β衰变后会产生151Eu,但由于半衰期长,吸收中子的平均时间短,所以大部分151Sm最终会变为152Sm。
项: 单位: |
t½ a |
产额 % |
Q* KeV |
βγ * |
---|---|---|---|---|
155Eu | 4.76 | .0803 | 252 | βγ |
85Kr | 10.76 | .2180 | 687 | βγ |
113mCd | 14.1 | .0008 | 316 | β |
90Sr | 28.9 | 4.505 | 2826 | β |
137Cs | 30.23 | 6.337 | 1176 | βγ |
121mSn | 43.9 | .00005 | 390 | βγ |
151Sm | 90 | .5314 | 77 | β |
铕-152 和 铕-154[编辑]
152Eu(半衰期为13.516年)和154Eu(8.593年)不能作为β衰变产物,因为152Sm和154Sm都没有放射性。154Eu和134Cs是仅有的两个裂变产量高于百万分之2.5的长寿命受屏蔽核素。[4]对153Eu进行中子活化,可以产生更大量的154Eu,但其中大部分会再转化为155Eu。
对于铀-235和热中子,155Eu(半衰期为4.7612年)的裂变产量为百万分之330,其大部分会在燃料燃耗结束时嬗变成无放射性、无吸收性的钆-156。
整体来说,在辐射危害上,铕比铯-137和锶-90弱得多,而作为中子毒物,铕则比钐弱很多。[5][6][7][8][9][10][11]
图表[编辑]
符号 | Z( p ) |
N( n ) |
同位素质量(u) | 半衰期[n 1] | 衰变 方式[12][n 2] |
衰变 产物[n 3] |
原子核 自旋 |
相对丰度 (莫耳分率) |
相对丰度 的变化量 (莫耳分率) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
激发能量 | |||||||||
130Eu | 63 | 67 | 129.96357(54)# | 1.1(5) ms [0.9(+5-3) ms] |
2+# | ||||
131Eu | 63 | 68 | 130.95775(43)# | 17.8(19) ms | 3/2+ | ||||
132Eu | 63 | 69 | 131.95437(43)# | 100# ms | β+ | 132Sm | |||
p | 131Sm | ||||||||
133Eu | 63 | 70 | 132.94924(32)# | 200# ms | β+ | 133Sm | 11/2-# | ||
134Eu | 63 | 71 | 133.94651(21)# | 0.5(2) s | β+ | 134Sm | |||
β+, p (不常见) | 133Pm | ||||||||
135Eu | 63 | 72 | 134.94182(32)# | 1.5(2) s | β+ | 135Sm | 11/2-# | ||
β+, p | 134Pm | ||||||||
136Eu | 63 | 73 | 135.93960(21)# | 3.3(3) s | β+ (99.91%) | 136Sm | (7+) | ||
β+, p (.09%) | 135Pm | ||||||||
136mEu | 0(500)# keV | 3.8(3) s | β+ (99.91%) | 136Sm | (3+) | ||||
β+, p (.09%) | 135Pm | ||||||||
137Eu | 63 | 74 | 136.93557(21)# | 8.4(5) s | β+ | 137Sm | 11/2-# | ||
138Eu | 63 | 75 | 137.93371(3) | 12.1(6) s | β+ | 138Sm | (6-) | ||
139Eu | 63 | 76 | 138.929792(14) | 17.9(6) s | β+ | 139Sm | (11/2)- | ||
140Eu | 63 | 77 | 139.92809(6) | 1.51(2) s | β+ | 140Sm | 1+ | ||
140mEu | 210(15) keV | 125(2) ms | IT (99%) | 140Eu | 5-# | ||||
β+(1%) | 140Sm | ||||||||
141Eu | 63 | 78 | 140.924931(14) | 40.7(7) s | β+ | 141Sm | 5/2+ | ||
141mEu | 96.45(7) keV | 2.7(3) s | IT (86%) | 141Eu | 11/2- | ||||
β+ (14%) | 141Sm | ||||||||
142Eu | 63 | 79 | 141.92343(3) | 2.36(10) s | β+ | 142Sm | 1+ | ||
142mEu | 460(30) keV | 1.223(8) min | β+ | 142Sm | 8- | ||||
143Eu | 63 | 80 | 142.920298(12) | 2.59(2) min | β+ | 143Sm | 5/2+ | ||
143mEu | 389.51(4) keV | 50.0(5) µs | 11/2- | ||||||
144Eu | 63 | 81 | 143.918817(12) | 10.2(1) s | β+ | 144Sm | 1+ | ||
144mEu | 1127.6(6) keV | 1.0(1) µs | (8-) | ||||||
145Eu | 63 | 82 | 144.916265(4) | 5.93(4) d | β+ | 145Sm | 5/2+ | ||
145mEu | 716.0(3) keV | 490 ns | 11/2- | ||||||
146Eu | 63 | 83 | 145.917206(7) | 4.61(3) d | β+ | 146Sm | 4- | ||
146mEu | 666.37(16) keV | 235(3) µs | 9+ | ||||||
147Eu | 63 | 84 | 146.916746(3) | 24.1(6) d | β+ (99.99%) | 147Sm | 5/2+ | ||
α (.0022%) | 143Pm | ||||||||
148Eu | 63 | 85 | 147.918086(11) | 54.5(5) d | β+ (100%) | 148Sm | 5- | ||
α (9.39×10−7%) | 144Pm | ||||||||
149Eu | 63 | 86 | 148.917931(5) | 93.1(4) d | ε | 149Sm | 5/2+ | ||
150Eu | 63 | 87 | 149.919702(7) | 36.9(9) a | β+ | 150Sm | 5(-) | ||
150mEu | 42.1(5) keV | 12.8(1) h | β− (89%) | 150Gd | 0- | ||||
β+ (11%) | 150Sm | ||||||||
IT (5×10−8%) | 150Eu | ||||||||
151Eu[n 4] | 63 | 88 | 150.9198502(26) | 4.62×1018 a | α | 147Pm | 5/2+ | 0.4781(6) | |
151mEu | 196.245(10) keV | 58.9(5) µs | 11/2- | ||||||
152Eu | 63 | 89 | 151.9217445(26) | 13.537(6) a | ε (72.09%), β+ (0.027%) | 152Sm | 3- | ||
β− (27.9%) | 152Gd | ||||||||
152m1Eu | 45.5998(4) keV | 9.3116(13) h | β− (72%) | 152Gd | 0- | ||||
β+ (28%) | 152Sm | ||||||||
152m2Eu | 65.2969(4) keV | 0.94(8) µs | 1- | ||||||
152m3Eu | 78.2331(4) keV | 165(10) ns | 1+ | ||||||
152m4Eu | 89.8496(4) keV | 384(10) ns | 4+ | ||||||
152m5Eu | 147.86(10) keV | 96(1) min | 8- | ||||||
153Eu[n 5] | 63 | 90 | 152.9212303(26) | 观测上稳定[n 6] | 5/2+ | 0.5219(6) | |||
154Eu[n 5] | 63 | 91 | 153.9229792(26) | 8.593(4) a | β− (99.98%) | 154Gd | 3- | ||
ε (.02%) | 154Sm | ||||||||
154m1Eu | 145.3(3) keV | 46.3(4) min | IT | 154Eu | (8-) | ||||
154m2Eu | 68.1702(4) keV | 2.2(1) µs | 2+ | ||||||
155Eu[n 5] | 63 | 92 | 154.9228933(27) | 4.7611(13) a | β− | 155Gd | 5/2+ | ||
156Eu[n 5] | 63 | 93 | 155.924752(6) | 15.19(8) d | β− | 156Gd | 0+ | ||
157Eu | 63 | 94 | 156.925424(6) | 15.18(3) h | β− | 157Gd | 5/2+ | ||
158Eu | 63 | 95 | 157.92785(8) | 45.9(2) min | β− | 158Gd | (1-) | ||
159Eu | 63 | 96 | 158.929089(8) | 18.1(1) min | β− | 159Gd | 5/2+ | ||
160Eu | 63 | 97 | 159.93197(22)# | 38(4) s | β− | 160Gd | 1(-) | ||
161Eu | 63 | 98 | 160.93368(32)# | 26(3) s | β− | 161Gd | 5/2+# | ||
162Eu | 63 | 99 | 161.93704(32)# | 10.6(10) s | β− | 162Gd | |||
163Eu | 63 | 100 | 162.93921(54)# | 6# s | β− | 163Gd | 5/2+# | ||
164Eu | 63 | 101 | 163.94299(64)# | 2# s | β− | 164Gd | |||
165Eu | 63 | 102 | 164.94572(75)# | 1# s | β− | 165Gd | 5/2+# | ||
166Eu | 63 | 103 | 165.94997(86)# | 400# ms | β− | 166Gd | |||
167Eu | 63 | 104 | 166.95321(86)# | 200# ms | β− | 167Gd | 5/2+# |
备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。
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注释[编辑]
- ^ 半衰期超过宇宙年龄(几乎稳定)的同位素以粗体显示
- ^ 缩写:
EC:电子捕获
IT:核异构转变 - ^ 稳定同位素以粗体显示,几乎稳定(半衰期超过宇宙年龄)的同位素以粗斜体显示
- ^ 原始放射性核素
- ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 裂变产物
- ^ 被认为会α衰变成149Pm
参考文献[编辑]
- ^ Meija, Juris; et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ Belli, P.; et al. Search for α decay of natural europium. Nuclear Physics A. 2007, 789: 15–29. Bibcode:2007NuPhA.789...15B. doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001.
- ^ 3.0 3.1 Nucleonica. Nucleonica: Universal Nuclide Chart. Nucleonica: Universal Nuclide Chart. Nucleonica. 2007–2011 [2011-07-22]. (原始内容存档于2017-02-19).
- ^ Tables of Nuclear Data (页面存档备份,存于互联网档案馆), Japan Atomic Energy Agency
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- ^ Inghram, Mark; Hayden, Richard; Hess, David. U235 Fission Yields in the Rare Earth Region. Physical Review. 1950, 79 (2): 271–274. Bibcode:1950PhRv...79..271I. doi:10.1103/PhysRev.79.271.
- ^ Fajans, Kasimir; Voigt, Adolf. A Note on the Radiochemistry of Europium. Physical Review. 1941, 60 (7): 533–534. Bibcode:1941PhRv...60..533F. doi:10.1103/PhysRev.60.533.2.
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- Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
- Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) (页面存档备份,存于互联网档案馆). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) (页面存档备份,存于互联网档案馆).
- Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
- Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties (页面存档备份,存于互联网档案馆), Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (页面存档备份,存于互联网档案馆) (retrieved Sept. 2005).
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.
元素与同位素的稳定度 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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