Изотопы тория

Изотопы то́рия — разновидности химического элемента тория, имеющие разное количество нейтронов в ядре. На данный момент известны 30 изотопов тория и еще 3 возбуждённых изомерных состояния некоторых его нуклидов.

Торий не имеет стабильных изотопов, однако изотоп торий-232 обладает очень большим периодом полураспада (14 миллиардов лет) и потому встречается в природе. Некоторые из других изотопов тория могут встречаться в природных образцах в следовых количествах, так как входят в радиоактивные ряды природных изотопов урана и тория.

На заре развития ядерных технологий некоторые из изотопов тория получили имена собственные:

Таблица изотопов тория править

Символ
нуклида
Историческое названиеZ(p)N(n)Масса изотопа[1]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[2]
(T1/2)
Канал распадаПродукт распадаСпин и чётность
ядра[2]
Распространённость
изотопа в природе
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
208Th[3]90118208,01791(4)1,7(+1,7-0,6) мсα204Ra0+
209Th[4]90119209,01772(11)7(5) мс
[3,8(+69−15)]
α205Ra5/2−#
210Th90120210,015075(27)17(11) мс
[9(+17−4) мс]
α206Ra0+
β+ (редко)210Ac
211Th90121211,01493(8)48(20) мс
[0,04(+3−1) с]
α207Ra5/2−#
β+ (редко)211Ac
212Th90122212,01298(2)36(15) мс
[30(+20-10) мс]
α (99,7%)208Ra0+
β+ (0,3%)212Ac
213Th90123213,01301(8)140(25) мсα209Ra5/2−#
β+ (редко)213Ac
214Th90124214,011500(18)100(25) мсα210Ra0+
215Th90125215,011730(29)1,2(2) сα211Ra(1/2−)
216Th90126216,011062(14)26,8(3) мсα (99,99%)212Ra0+
β+ (0,006%)216Ac
216m1Th2042(13) кэВ137(4) мкс(8+)
216m2Th2637(20) кэВ615(55) нс(11−)
217Th90127217,013114(22)240(5) мксα213Ra(9/2+)
218Th90128218,013284(14)109(13) нсα214Ra0+
219Th90129219,01554(5)1,05(3) мксα215Ra9/2+#
β+ (10−7%)219Ac
220Th90130220,015748(24)9,7(6) мксα216Ra0+
ЭЗ (2⋅10−7%)220Ac
221Th90131221,018184(10)1,73(3) мсα217Ra(7/2+)
222Th90132222,018468(13)2,237(13) мсα218Ra0+
ЭЗ (1,3⋅10−8%)222Ac
223Th90133223,020811(10)0,60(2) сα219Ra(5/2)+
224Th90134224,021467(12)1,05(2) сα220Ra0+
β+β+ (редко)224Ra
КР (редко)208Pb
16O
225Th90135225,023951(5)8,72(4) минα (90%)221Ra(3/2)+
ЭЗ (10%)225Ac
226Th90136226,024903(5)30,57(10) минα222Ra0+
227ThРадиоактиний90137227,0277041(27)18,68(9) сутα223Ra1/2+следовые количества[n 1]
228ThРадиоторий90138228,0287411(24)1,9116(16) годаα224Ra0+следовые количества[n 2]
КР (1,3⋅10−11%)208Pb
20O
229Th90139229,031762(3)7,34(16)⋅103 летα225Ra5/2+
229mTh8,35574(3)  эВ[5]1740(50) с[6]ИП229Th3/2+
230ThИоний90140230,0331338(19)7,538(30)⋅104 летα226Ra0+0,0002(2)[n 3]
КР (5,6⋅10−11%)206Hg
24Ne
СД (5⋅10−11%)(разные)
231ThУран Y90141231,0363043(19)25,52(1) чβ231Pa5/2+следовые количества[n 1]
α (10−8%)227Ra
232ThТорий90142232,0380553(21)1,405(6)⋅1010 летα228Ra0+0,9998(2)
ββ (редко)232U
СД (1,1⋅10−9%)(разные)
КР (2,78⋅10−10%)182Yb
26Ne
24Ne
233Th90143233,0415818(21)21,83(4) минβ233Pa1/2+
234ThУран X190144234,043601(4)24,10(3) сутβ234mPa0+следовые количества[n 3]
235Th90145235,04751(5)7,2(1) минβ235Pa(1/2+)#
236Th90146236,04987(21)#37,5(2) минβ236Pa0+
237Th90147237,05389(39)#4,8(5) минβ237Pa5/2+#
238Th90148238,0565(3)#9,4(20) минβ238Pa0+
  1. 1 2 Промежуточный продукт распада урана-235
  2. Промежуточный продукт распада тория-232
  3. 1 2 Промежуточный продукт распада урана-238

Пояснения к таблице править

  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания править

  1. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
  2. 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.
  3. Cardona, J.A.H. Production and decay properties of neutron deficient isotopes with N < 126 and 74 ≤ Z ≤ 92 at SHIP. Goethe Universität Frankfury Allemagne (2012). Дата обращения: 3 февраля 2022. Архивировано 3 февраля 2022 года.
  4. H. Ikezoe; et al. (1996). "Alpha decay of a new isotope of 209Th". Physical Review C. 54 (4): 2043—2046. Bibcode:1996PhRvC..54.2043I. doi:10.1103/PhysRevC.54,2043. PMID 9971554.
  5. Physics - Shedding Light on the Thorium-229 Nuclear Clock Isomer
  6. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.182501