Isotoper af hafnium

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 18. november 2021; checks kræver 2 redigeringer .

Hafnium isotoper  er varianter af det kemiske grundstof hafnium , der har et andet antal neutroner i kernen. Kendte isotoper af hafnium med massetal fra 153 til 188 (antal protoner 72, neutroner fra 81 til 116) og 26 nukleare isomerer .

Naturligt hafnium består af en blanding af 6 isotoper. Fem af dem er stabile:

• 176 Hf (isotopforekomst 5,26%), stabil
• 177 Hf (isotopmængde 18,60%), stabil
• 178 Hf (isotopisk abundance 27,28%), stabil
• 179 Hf (isotopisk abundance 13,62%), stabil
• 180 Hf (isotopisk abundance 35,08%), stabil

En anden naturlig isotop har en enorm halveringstid , meget længere end universets alder :

• 174 Hf ( isotopisk forekomst 0,16%), halveringstid 2×10 15 år

Den længstlevende kunstige radioisotop er 182 Hf med en halveringstid på 8,9 millioner år.

178m2 Hf

Hovedartikel Hafnium bombe

I 1998 tiltrak 178m2 Hf - isomeren videnskabsmænds opmærksomhed . Dens egenskab var en betydelig energi i den exciterede tilstand (2,446 MeV pr. kerne eller 1,3 GJ pr. 1 gram) med en lang halveringstid (31 år). [1] [2] Under den isomere overgang blev energi frigivet i form af gammastråling, den endelige isotop er stabil.

I 1998 rapporterede en gruppe forskere ledet af Carl Collins, at de havde fundet en måde at fremtvinge henfald af en isomer. Ifølge gruppen var det muligt at opnå en vis stigning i den naturlige henfaldshastighed ved at bestråle stoffet med røntgenstråler af et bestemt spektrum. I 2003 finansierede forsvarsforskningsbureauet DARPA yderligere forskning, som forårsagede et offentligt ramaskrig og rygter om den såkaldte "hafniumbombe" - en enhed, der udfører en lavineisomerisk overgang i en betydelig masse af isomeren og frigiver energier, der kan sammenlignes med eksplosionsenergier af traditionelle kemiske sprængstoffer.

Ikke desto mindre var de i den videnskabelige verden skeptiske ikke kun over for udsigten til at bygge sådanne enheder, men også over for selve muligheden for kunstigt at stimulere en isomer overgang, hvilket kritiserede Collins' arbejde. Udover tvivl om eksperimenternes pålidelighed pegede de også på de enorme vanskeligheder med at få isomeren i de mængder, der er nødvendige for at bygge praktiske våben. Årsagen til vanskelighederne er de ekstremt lave sandsynligheder for alle kendte reaktioner af syntesen af ​​isomeren, som ikke tillader opnåelse af isomeren på kendt udstyr i den nødvendige mængde.

Tabel over hafniumisotoper

Nuklid symbol	Z ( p )	N( n )	Isotopmasse [3] ( a.u.m. )	Halveringstid [ 4] (T 1/2 )	Decay kanal	Forfaldsprodukt	Spin og paritet af kernen [4]	Isotopens udbredelse i naturen	Vifte af ændringer i isotopoverflod i naturen
	Excitationsenergi
153 Hf	72	81	152.97069(54)#	400# ms [>200 ns]			1/2+#
153m Hf	750(100)# keV			500# ms			11/2−#
154 hf	72	82	153.96486(54)#	2(1) s	β +	154 Lu	0+
					α (sjælden)	150 Yb
155 hf	72	83	154,96339(43)#	890(120) ms	β +	155 Lu	7/2-#
					α (sjælden)	151 Yb
156 hf	72	84	155.95936(22)	23(1) ms	α (97 %)	152 Yb	0+
					β + (3 %)	156 Lu
156m Hf	1959,0(10) keV			480(40) µs			8+
157 Hf	72	85	156.95840(21)#	115(1) ms	α (86 %)	153 Yb	7/2−
					β + (14 %)	157 Lu
158 hf	72	86	157,954799(19)	2,84(7) s	β + (55 %)	158 Lu	0+
					α (45 %)	154 Yb
159 Hf	72	87	158,953995(18)	5,20(10) s	β + (59 %)	159 Lu	7/2-#
					α (41 %)	155 Yb
160 hf	72	88	159,950684(12)	13.6(2) s	β + (99,3 %)	160 Lu	0+
					α (0,7 %)	156 Yb
161 Hf	72	89	160,950275(24)	18.2(5) s	β + (99,7 %)	161 Lu	3/2-#
					α (0,3 %)	157 Yb
162 hf	72	90	161.94721(1)	39.4(9) s	β + (99,99 %)	162 Lu	0+
					α (0,008 %)	158 Yb
163 Hf	72	91	162.94709(3)	40,0(6) s	β +	163 Lu	3/2-#
					α (10 −4 %)	159 Yb
164 hf	72	92	163.944367(22)	111(8) s	β +	164 Lu	0+
165 hf	72	93	164.94457(3)	76(4) s	β +	165 Lu	(5/2-)
166 hf	72	94	165.94218(3)	6,77(30) min	β +	166 Lu	0+
167 hf	72	95	166,94260(3)	2,05(5) min	β +	167 Lu	(5/2)
168 hf	72	96	167.94057(3)	25,95(20) min	β +	168 Lu	0+
169 hf	72	97	168.94126(3)	3,24(4) min	β +	169 Lu	(5/2)
170 hf	72	98	169,93961(3)	16.01(13) kl	EZ	170 Lu	0+
171 Hf	72	99	170,94049(3)	12.1(4) h	β +	171 Lu	7/2(+)
171m Hf	21,93(9) keV			29.5(9) s	IP	171 Hf	1/2 (-)
172 Hf	72	100	171.939448(26)	1,87(3) år	EZ	172 Lu	0+
172m Hf	2005.58(11) keV			163(3) ns			(8-)
173 Hf	72	101	172.94051(3)	23.6(1) h	β +	173 Lu	1/2−
174 Hf	72	102	173.940046(3)	2.0(4)⋅10 15  år	α	170 Yb	0+	0,0016(1)	0,001619–0,001621
174m1 Hf	1549,3 keV			138(4) ns			(6+)
174m2 Hf	1797,5(20) keV			2,39(4) µs			(8-)
174m3 Hf	3311,7 keV			3,7(2) µs			(14+)
175 hf	72	103	174.941509(3)	70(2) dage	β +	175 Lu	5/2−
176 hf	72	104	175.9414086(24)	stabil [n 1]			0+	0,0526(7)	0,05206-0,05271
177 Hf	72	105	176.9432207(23)	stabil (>1,3⋅10 18 år) [n 2] [5]			7/2−	0,1860(9)	0,18593-0,18606
177m1 Hf	1315,4504(8) keV			1.09(5) s			23/2+
177m2 Hf	1342,38(20) keV			55,9(12) µs			(19/2-)
177m3 Hf	2740,02(15) keV			51,4(5) min			37/2−
178 hf	72	106	177.9436988(23)	stabil [n 3]			0+	0,2728(7)	0,27278-0,27297
178m1 Hf	1147,423(5) keV			4,0(2) s			8−
178m2 Hf	2445,69(11) keV			31(1) år gammel			16+
178m3 Hf	2573,5(5) keV			68(2) µs			(14-)
179 Hf	72	107	178.9458161(23)	stabil [n 4]			9/2+	0,1362(2)	0,13619-0,1363
179m1 Hf	375,0367(25) keV			18.67(4) s			1/2−
179m2 Hf	1105,84(19) keV			25.05(25) dage			25/2−
180 hf	72	108	179,9465500(23)	stabil [n 5]			0+	0,3508(16)	0,35076-0,351
180m1 Hf	1141,48(4) keV			5,47(4) h			8−
180m2 hf	1374,15(4) keV			0,57(2) µs			(4-)
180m3 Hf	2425,8(10) keV			15(5) µs			(10+)
180m4 hf	2486,3(9) keV			10(1) µs			12+
180m5 hf	2538,3(12) keV			>10 µs			(14+)
180m6 Hf	3599,3(18) keV			90(10) µs			(18-)
181 Hf	72	109	180.9491012(23)	42,39(6) dage	β -	181 Ta	1/2−
181m1 Hf	595(3) keV			80(5) µs			(9/2+)
181m2 Hf	1040(10) keV			~100 µs			(17/2+)
181m3 Hf	1738(10) keV			1,5(5) ms			(27/2-)
182 Hf	72	110	181.950554(7)	8,90(9)⋅10 6  år	β -	182 Ta	0+
182m Hf	1172,88(18) keV			61,5(15) min	β - (58 %)	182 Ta	8−
					IP (42 %)	182 Hf
183 Hf	72	111	182.95353(3)	1,067(17) h	β -	183 Ta	(3/2-)
184 hf	72	112	183.95545(4)	4.12(5) h	β -	184 Ta	0+
184m Hf	1272,4(4) keV			48(10) s	β -	184 Ta	8−
185 hf	72	113	184.95882(21)#	3,5(6) min	β -	185 Ta	3/2-#
186 hf	72	114	185,96089(32)#	2,6(12) min	β -	186 Ta	0+
187 hf	72	115	186.96459(43)#	30# s [>300 ns]
188 hf	72	116	187.96685(54)#	20# s [>300 ns]			0+

1. ↑ Teoretisk set kan den gennemgå alfa-henfald ved 172 Yb
2. ↑ Teoretisk set kan den gennemgå alfa-henfald i 173 Yb
3. ↑ Teoretisk set kan den gennemgå alfa-henfald ved 174 Yb
4. ↑ Teoretisk set kan den gennemgå alfa-henfald ved 175 Yb
5. ↑ Teoretisk set kan den gennemgå alfa-henfald ved 176 Yb

Forklaringer til tabellen

• Isotopoverflod er givet for de fleste naturlige prøver. For andre kilder kan værdierne variere meget.

• Indeksene 'm', 'n', 'p' (ved siden af ​​symbolet) angiver de exciterede isomere tilstande af nuklidet.

• Symboler med fed skrift angiver stabile nedbrydningsprodukter. Symbolerne i fed kursiv angiver radioaktive henfaldsprodukter, der har halveringstid sammenlignelig med eller større end Jordens alder og derfor til stede i den naturlige blanding.

• Værdier markeret med en hash (#) er ikke afledt af eksperimentelle data alene, men er (i det mindste delvist) estimeret ud fra systematiske tendenser i tilstødende nuklider (med samme Z- og N -forhold ). Usikkerhedsspin og/eller paritetsværdier er angivet i parentes.

• Usikkerhed er angivet som et tal i parentes, udtrykt i enheder af det sidste signifikante ciffer, betyder én standardafvigelse (med undtagelse af mængden og standardatommassen af ​​en isotop ifølge IUPAC -data , for hvilken en mere kompleks definition af usikkerhed er Brugt). Eksempler: 29770,6(5) betyder 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) betyder 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) betyder −2200,2 ± 1,8.

Noter

1. ↑ Pentagon fejl (downlink) . Populær mekanik (oktober 2007). Hentet 10. november 2018. Arkiveret fra originalen 10. maj 2011. (ubestemt) 
2. ↑ Induceret henfald af 178m2 Hf-kerneisomeren og "isomerbomben" . UFN (maj 2005). Arkiveret fra originalen den 22. august 2011. (ubestemt)
3. ↑ Data ifølge Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. AME2003-atommasseevalueringen (II). Tabeller, grafer og referencer  (engelsk)  // Kernefysik A . - 2003. - Bd. 729 . - s. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
4. ↑ 1 2 Data baseret på Audi G. , Bersillon O. ,  Blachot J. , Wapstra AH . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
5. ↑ Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020-evalueringen af ​​nukleare egenskaber  // Kinesisk fysik  C. - 2021. - Bd. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .

isotoper

en 2                             3 fire 5 6 7 otte 9 ti elleve 12 13 fjorten femten 16 17 atten en x H   x han 2 x Li x være   x B x C x N x O x F x Ne 3 x Na xMg _   x Al x Si x P x S xCl _ x Ar fire x K x Ca   x Sc x Ti x V xCr _ xMn _ x Fe x Co x Ni x Cu xZn _ x Ga x Ge xAs _ x Se xBr _ xKr _ 5 xRb _ xSr _   x Y xZr _ xNb _ x Mo x Tc x Ru x Rh x Pd xAg _ x CD x ind x Sn x Sb x Te x jeg x Xe 6 x Cs x Ba x La x Ce x Pr xNd _ x pm xSm _ xEu _ x Gd xTb _ xDy _ x Ho x Er x Tm x Yb x Lu x Hf x Ta x W x Re xOs _ xIr _ xPt _ xAu _ x Hg xTl _ xPb _ x Bi x Po x kl xRn _ 7 xFr _ x Ra x Ac xTh _ xPa _ x U xNp _ x Pu x Am x cm xBk _ x Jf x Es xFm _ xMd _ x Nej xLr _ xRf _ xDb _ xSg _ x Bh x Hs x Mt xDs _ xRg _ x Cn xNh _ xFl _ x Mc xLv _ x Ts xOg _   alkalimetaller jordalkalimetaller Lanthanider Aktinider overgangsmetaller letmetaller _ Halvmetaller ikke-metaller Halogener ædelgasser Egenskaber ukendt