Cyrkonu ( Zr ) wynosi 33. izotopy znane liczbę masową w zakresie od 78 do 110 i 5 izomerów jądrowych . Wśród tych izotopów cztery są stabilne , 90 Zr, 91 Zr, 92 Zr i 94 Zr, i występują w naturze w stosunku 51/11/17/17 z naturalnym radioizotopem, pierwotnym nuklidem , 96 Zr, który rozpada się podwójnie rozpad β z obserwowanym okresem półtrwania 2,0 × 10 19 lat. Podejrzewa się również, że 94 Zr jest słabo radioaktywny, prawdopodobnie rozkładając się w wyniku podwójnego rozpadu β do molibdenu 94 , z okresem półtrwania dłuższym niż 1,1 x 10 17 lat, ale tego rozpadu jak dotąd nigdy nie zaobserwowano.
Średnia masa atomowa przypisany do cyrkonu wynosi 91,224 ± 0,002 U .
Spośród 28 innych izotopów cyrkonu najbardziej stabilny to 93 Zr z okresem półtrwania 1,53 miliona lat. Następujące mają skromniejsze okresy półtrwania, 95 Zr (64,02 dni), 88 Zr (63,4 dni) i 89 Zr (78,41 godziny), wszystkie inne mają okresy półtrwania krótsze niż jeden dzień.
Lżejsze izotopy rozpadają się głównie w wyniku emisji pozytonów (β + ), z wyjątkiem 88 Zr, który rozpada się głównie w wyniku wychwytu elektronów , a wszystko to na izotopy itru . Najcięższe radioizotopy (zaczynając od 93 Zr) rozpadają się głównie przez rozpad β - na izotopy niobu , z wyjątkiem 96 Zr wspomnianego powyżej.
Cyrkon jest najcięższym pierwiastkiem, który może być utworzony przez symetryczne topienie, od 45 Sc lub 46 Ca, dając (poprzez 90 Mo i dwa rozpady β) odpowiednio 90 Zr i 92 Zr. Wszystkie cięższe pierwiastki powstają w wyniku asymetrycznej fuzji lub podczas zapadania się supernowych . Ponieważ większość tych procesów jest energochłonna, większość nuklidów pierwiastków cięższych od cyrkonu jest teoretycznie niestabilnych w wyniku samoistnego rozszczepienia , ale w większości przypadków okres półtrwania jest zbyt długi, aby można go było zaobserwować.
Naturalny cyrkon składa się z czterech stabilnych izotopów 90 Zr, 91 Zr, 92 Zr i 94 Zr (podejrzewa się jednak, że ten ostatni jest bardzo słabo radioaktywny) oraz pierwotnego radioizotopu 96 Zr. To rozpada się przez podwójny rozpad β z obserwowanym okresem półtrwania 2,0 × 10 19 lat; może teoretycznie ulegać prostemu rozpadowi β, którego nigdy nie obserwowano, z przewidywanym okresem półtrwania 2,4 x 10 20 lat.
Izotop | Obfitość
(procent molowy) |
Przekrój
pochłanianie ciepła (obora) |
---|---|---|
90 Zr | 51,45 (40)% | 0,1 |
91 Zr | 11, 22 (5)% | 1.58 |
92 Zr | 17,15 (8)% | 0,25 |
94 Zr | 17,38 (28)% | 0,075 |
96 Zr | 2,80 (9)% | 0,05 |
Cyrkonu 89 ( 89 Zr) jest izotop cyrkonu, którego rdzeń składa się z 40 protonów i 49 neutronów . Jest to radioizotop rozpadu emisji pozytonów (β + ) z okresem półtrwania 78,41 godziny. Jest wytwarzany przez napromienianie protonowe naturalnego itru 89. Jego główny foton gamma ma energię 909 keV, a najbardziej energetyczny 2,834 MeV.
Znajduje zastosowanie w specjalistycznych zastosowaniach diagnostycznych wykorzystujących pozytonową tomografię emisyjną (PET), na przykład z przeciwciałami znakowanymi cyrkonem 89 (immuno-PET).
Termiczny | Szybki | 14 MeV | |
---|---|---|---|
232 Th | nierozszczepialny | 6,70 ± 0,40 | 5,58 ± 0,16 |
233 U | 6,979 ± 0,098 | 6,94 ± 0,07 | 5,38 ± 0,32 |
235 U | 6,346 ± 0,044 | 6,25 ± 0,04 | 5,19 ± 0,31 |
238 U | nierozszczepialny | 4,913 ± 0,098 | 4,53 ± 0,13 |
239 Pu | 3,80 ± 0,03 | 3,82 ± 0,03 | 3,0 ± 0,3 |
241 Pu | 2,98 ± 0,04 | 2,98 ± 0,33 | ? |
Cyrkonu 93 ( 93 Zr) jest izotop cyrkonu, którego rdzeń składa się z 40 protonów i 53 neutronów . Jest to najbardziej stabilny radioizotop po 96 Zr, rozpadający się przez β - emisję ( 60 keV ) z okresem półtrwania 1,53 Ma dając 93m Nb, który rozpada się z okresem półtrwania 14 lat na niskoenergetyczną emisję gamma w 93 Nb, stabilny. Jest to jedna z ugaszonych radioaktywności .
93 Zr to jeden z siedmiu długowiecznych produktów rozszczepienia . Jeden gram czystego 93 Zr ma radioaktywność 93,06 MBq . Jego niska aktywność właściwa i niska energia jego promieniowania ograniczają ryzyko stwarzane przez ten izotop.
Cyrkon 93 obecny w wypalonym paliwie ma dwa pochodzenie:
93 Zr ma również mały przekrój, 0,7 stodoły. Większość rozszczepień cyrkonu obejmuje inne izotopy; drugi izotop o znacznym przekroju to 91 Zr (1,24 barn). 93 Zr jest mniej atrakcyjnym kandydatem do usunięcia przez transmutację niż na przykład technet 99 lub jod 129 . Ponieważ jego mobilność w gruncie jest stosunkowo niska, rozwiązaniem przyjętym do zarządzania nim jest generalnie składowanie w głębokiej warstwie geologicznej .
Symbol izotopu |
Z ( p ) | N ( n ) | Masa izotopowa (u) | Pół życia | Rozpad Tryb (y) |
Izotop (y)
syn |
Obracać
jądrowy |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Energia wzbudzenia | |||||||
78 Zr | 40 | 38 | 77.95523 (54) # | 50 # ms [> 170 ns] |
0+ | ||
79 Zr | 40 | 39 | 78.94916 (43) # | 56 (30) ms | β + , s | 78 Sr | 5/2 + # |
β + | 79 Y | ||||||
80 Zr | 40 | 40 | 79,9404 (16) | 4,6 (6) s | β + | 80 Y | 0+ |
81 Zr | 40 | 41 | 80,93721 (18) | 5,5 (4) s | β + (> 99,9%) | 81 Y | (3/2 -) # |
β + , p (<0,1%) | 80 Sr | ||||||
82 Zr | 40 | 42 | 81.93109 (24) # | 32 ust. 5 pkt | β + | 82 Y | 0+ |
83 Zr | 40 | 43 | 82,92865 (10) | 41,6 (24) s | β + (> 99,9%) | 83 Y | (1/2 -) # |
β + , p (<0,1%) | 82 Sr | ||||||
84 Zr | 40 | 44 | 83.92325 (21) # | 25,9 (7) min | β + | 84 Y | 0+ |
85 Zr | 40 | 45 | 84,92147 (11) | 7,86 (4) min | β + | 85 Y | 7/2 + |
85m Zr | 292,2 (3) keV | 10,9 (3) s | IT (92%) | 85 Zr | (1 / 2-) | ||
β + (8%) | 85 Y | ||||||
86 Zr | 40 | 46 | 85,91647 (3) | 16,5 (1) godz | β + | 86 Y | 0+ |
87 Zr | 40 | 47 | 86,914816 (9) | 1,68 (1) godz | β + | 87 Y | (9/2) + |
87m Zr | 335,84 (19) keV | 14,0 (2) s | TO | 87 Zr | (1/2) - | ||
88 Zr | 40 | 48 | 87,910227 (11) | 83,4 (3) j | TO | 88 Y | 0+ |
89 Zr | 40 | 49 | 88.908890 (4) | 78,41 (12) godz | β + | 89 Y | 9/2 + |
89m Zr | 587,82 (10) keV | 4,161 (17) min | TI (93,77%) | 89 Zr | 1 / 2- | ||
β + (6,23%) | 89 Y | ||||||
90 Zr | 40 | 50 | 89,9047044 (25) | Stabilny | 0+ | ||
90m1 Zr | 2319 000 (10) keV | 809,2 (20) ms | TO | 90 Zr | 5- | ||
90m2 Zr | 3589,419 (16) keV | 131 ust. 4 ns | 8+ | ||||
91 Zr | 40 | 51 | 90,9056458 (25) | Stabilny | 5/2 + | ||
91m Zr | 3167,3 (4) keV | 4,35 (14) μs | (21/2 +) | ||||
92 Zr | 40 | 52 | 91,9050408 (25) | Stabilny | 0+ | ||
93 Zr | 40 | 53 | 92,9064760 (25) | 1,53 (10) × 10 6 a | β - | 93 Nb | 5/2 + |
94 Zr | 40 | 54 | 93.9063152 (26) | Obserwowany stabilny | 0+ | ||
95 Zr | 40 | 55 | 94,9080426 (26) | 64.032 (6) d | β - | 95 Nb | 5/2 + |
96 Zr | 40 | 56 | 95,9082734 (30) | 20 (4) × 10 18 a | β - β - | 96 MB | 0+ |
97 Zr | 40 | 57 | 96,9109531 (30) | 16,744 (11) godz | β - | 97m Nb | 1/2 + |
98 Zr | 40 | 58 | 97,912735 (21) | 30,7 (4) s | β - | 98 Nb | 0+ |
99 Zr | 40 | 59 | 98,916512 (22) | 2.1 (1) s | β - | 99m Nb | 1/2 + |
100 Zr | 40 | 60 | 99,91776 (4) | 7.1 (4) s | β - | 100 Nb | 0+ |
101 Zr | 40 | 61 | 100,92114 (3) | 2.3 (1) s | β - | 101 Nb | 3/2 + |
102 Zr | 40 | 62 | 101,92298 (5) | 2.9 (2) s | β - | 102 Nb | 0+ |
103 Zr | 40 | 63 | 102,92660 (12) | 1.3 (1) s | β - | 103 Nb | (5/2) |
104 Zr | 40 | 64 | 103.92878 (43) # | 1.2 (3) s | β - | 104 Nb | 0+ |
105 Zr | 40 | 65 | 104.93305 (43) # | 0,6 (1) s | β - (> 99,9%) | 105 Nb | |
β - , n (<0,1%) | 104 Nb | ||||||
106 Zr | 40 | 66 | 105.93591 (54) # | 200 # ms [> 300 ns] |
β - | 106 Nb | 0+ |
107 Zr | 40 | 67 | 106.94075 (32) # | 150 # ms [> 300 ns] |
β - | 107 Nb | |
108 Zr | 40 | 68 | 107.94396 (64) # | 80 # ms [> 300 ns] |
β - | 108 Nb | 0+ |
109 Zr | 40 | 69 | 108.94924 (54) # | 60 # ms [> 300 ns] |
|||
110 Zr | 40 | 70 | 109.95287 (86) # | 30 # ms [> 300 ns] |
0+ |
1 | H. | Hej | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Być | b | VS | NIE | O | fa | Urodzony | ||||||||||||||||||||||||
3 | Nie dotyczy | Mg | Glin | tak | P. | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
4 | K. | To | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Współ | Lub | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Płyta CD | W | Sn | Sb | ty | ja | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Plik | To | Pr | Nd | Po południu | Sm | Miał | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Czytać | Hf | Twój | W | Re | Kość | Ir | Pt | W | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | W | Rn |
7 | Ks | Ra | Ac | Cz | Rocznie | U | Np | Mógłby | Jestem | Cm | Bk | Por | Jest | Fm | Md | Nie | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Poz | Ts | Og |