Естествен изотоп

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Относително разпространение на химичните елементи в горната кора на Земята.

В геохимията и ядрената физика, естествени изотопи или първични изотопи (наричани още естествени елементи, или първични елементи) са изотопи на химични елементи открити по Земята, съществуващи в тяхното сегашно състояние, още преди формирането на Земята. Естествените елементи са били налични в междузвездните среди преди формирането на Слънчевата система. Формирането им се е случило при Големия взрив, при нуклеосинтезa в звездите, при избухването на свръхнови, последвано от изхвърляне на голямо количество маса, както и при други космически процеси. Естествените елементи включват всички стабилни изотопи, както и някои изотопи на радиоактивни елементи с период на полуразпад по-дълъг от възрастта на Земята. Познати са 286 естествени изотопа.

Всички 253 стабилни изотопи са в категорията на естествените елементи, както и 33 радиоизотопа, които се смятат за естествени. Примери за такива радиоизотопи са:

Тъй като възрастта на Земята е около 4,6 милиарда години, това значи, че периода на полуразпад на посочените изотопи трябва да надвишава 1,00×108 години (100 милиона години) от практически съображения. Например, за изотоп с период на полуразпад 60 милиона години, спрямо възрастта на Земята, означава че са минали 77 периода на полуразпад. В случая, от един мол на даден изотоп наличен при формирането на Земята, след 77 цикъла са останали само 4 атома.

Естествените елементи, често се срещат, като два или повече първични изотопа и затова се смята, че общият брой на естествените химични елементи е 83. Осемдесет от елементите имат поне един стабилен изотоп, а останалите три имат само радиоизотопи. Това са бисмута, тория, и урана.

Природно срещащи се нуклиди, които не са естествени[редактиране | редактиране на кода]

Някои нестабилни изотопи, които се срещат в природата, като 14С, 3H, 239Pu не са естествени, но биват постоянно възобновявани. Това възобновяване се случва, посредством космическа радиация, или пък при процесите на алфа- и бета-разпад (полоний, радон, радий, нептуний и т.н.) или трансмутация на естествени елементи, като урана и тория. Всички изотопи на елементи получени по този начин, имат много по-малък период на полуразпад, от тези на естествените елементи, от които са получени.

Около 51 нуклида, които са радиоактивни и се срещат в природата, не са естествени. С тях броят на наличните изотопи в Земята е около 340.

Естествени елементи[редактиране | редактиране на кода]

Има около 253 стабилни естествени нуклиди и 33 естествени радионуклиди, но само 80 стабилни естествени елемента (1 до 82 – от водород до олово, с изключение на елементите с номера 43 и 61 – технеций и прометий) и три радиоактивни естествени елемента – бисмут, торий и уран. Периодът на полуразпад на бисмута е толкова дълъг, че той често е смятан, като практически стабилен елемент. Неговата радиоактивност е твърде ниска, за да се смята за опасна. Броят на естествените елементи е по-малък от броя на естествените нуклиди, тъй като повечето елементи имат повече от един естествен нуклид.

Таблица на естествените радионуклиди и техните периоди на полуразпад[редактиране | редактиране на кода]

Както вече беше споменато по-горе има 33 радионуклиди, които са естествени. Някои химични елементи, като кадмия, неодима, самария, телура и урана имат по 2 естествени нуклида. Изброените радионуклиди са подредени по големина на периода на полуразпад, т.е. тези с най-дълъг период са първи в списъка. Тези радионуклиди са почти наравно по разпространеност спрямо стабилните изотопи на изброените елементи.

За три от елементите, радионуклидът надминава разпространеността на стабилния изотоп на дадения елемент. Такива нуклиди са тези на телура, индия и рения.

Нуклид Енергия Период на полуразпад Начин на разпад Енергия на разпад Период на полуразпад спрямо възрастта на вселената
254 128Te 8,743261 2,2 × 1024 2 β 2,530 160 билиона
255 78Kr 9,022349 9,2 × 1021 ЕЕ 2,846 670 милиарда
256 136Xe 8,706805 2,165 × 1021 2 β 2,462 150 милиарда
257 76Ge 9,034656 1,8 × 1021 2 β 2,039 130 милиарда
258 130Ba 8,742574 1,2 × 1021 ЕЕ 2,620 90 милиарда
259 82Se 9,017596 1,1 × 1020 2 β 2,995 8 милиарда
260 116Cd 8,836146 3,102 × 1019 2 β 2,809 2 милиарда
261 48Ca 8,992452 2,301 × 1019 2 β 4,274 2 милиарда
262 96Zr 8,961359 2,0 × 1019 2 β 3,4 1 милиард
263 209Bi 8,158689 1,9 × 1019 α 3,137 1 милиард
264 130Te 8,766578 8,806 × 1018 2 β 0,868 600 милиона
265 150Nd 8,562594 7,905 × 1018 2 β 3,367 600 милиона
266 100Mo 8,933167 7,804 × 1018 2 β 3,035 600 милиона
267 151Eu 8,565759 5,004 × 1018 α 1,9644 300 милиона
268 180W 8,347127 1,801 × 1018 α 2,509 100 милиона
269 50V 9,055759 1,4 × 1017 β+ или β 2,205; 1,038 10 милиона
270 113Cd 8,859372 7,7 × 1015 β 0,321 600 000
271 148Sm 8,607423 7,005 × 1015 α 1,986 500 000
272 144Nd 8,652947 2,292 × 1015 α 1,905 200 000
273 186Os 8,302508 2,002 × 1015 α 2,823 100 000
274 174Hf 8,392287 2,002 × 1015 α 2,497 100 000
275 115In 8,849910 4,4 × 1014 β 0,499 30 000
276 152Gd 8,562868 1,1 × 1014 α 2,203 8000
277 190Pt 8,267764 6,5 × 1011 α 3,252 60
278 147Sm 8,610593 1,061 × 1011 α 2,310 8
279 138La 8,698320 1,021 × 1011 Е или β 1,737; 1,044 7
280 87Rb 9,043718 4,972 × 1010 β 0,283 4
281 187Re 8,291732 4,122 × 1010 β или α 0,0026; 1,653 3
282 176Lu 8,374665 3,764 × 1010 β 1,193 3
283 232Th 7,918533 1,406 × 1010 α или СД 4,083 1
284 238U 7,872551 4,471 × 109 α или СД или 2 β 4,270 0,3
285 40K 8,909707 1,25 × 109 β или Е или β+ 1,311; 1,505; 1,505 0,09
286 235U 7,897198 7,04 × 108 α или СД 4,679 0,05

Пояснение на таблицата[редактиране | редактиране на кода]

Текущият зададен номер на нуклида. Тези числа могат да варират, тъй като от смятаните за момента стабилни изотопи се очаква, да се открие такъв, който при по-задълбочено проучване може да се окаже нестабилен, т.е. радионуклид. Такъв пример от миналото е 209Bi, който дълго време е бил смятан за стабилен изотоп, но в последствие през 2003 г. се разбира, че е радионуклид.

Нуклид

Нуклидното число представлява масовото число на съответния елемент.

Енергия

Тази колона отбелязва масата на ядрото на нуклида, спрямо масата на неутроните на нуклида.

Период на полуразпад

Всички дадени стойности са в години.

Начин на разпад
α α разпад
β β разпад
Е електронен захват
ЕЕ двоен електронен захват
β+ β+ разпад
СД спонтанно делене
2 β двоен β разпад
2 β+ двоен β+ разпад
И изомерен преход
П протонен разпад
Н неутронен разпад
Енергия на разпада

Няколко различни стойности за енергията на разпад (MeV) са дадени за различните начини на разпад. Дадените стойности следват поредността на изброяване на начина на разпад.

Период на полуразпад спрямо възрастта на вселената

Дадените стойности са в пъти.

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Primordial nuclide“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница. Вижте източниците на оригиналната статия, състоянието ѝ при превода, и списъка на съавторите.