|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Berat atom standar A r °(Zr) |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Zirkonium ( 40 Zr ) yang terbentuk secara alami terdiri dari empat isotop stabil (salah satunya mungkin ditemukan menjadi radioaktif di masa depan ), dan satu radioisotop berumur sangat panjang ( 96 Zr), sebuah nuklida primordial yang meluruh melalui dengan waktu paruh 2,0 × 10 19 tahun; [ 3 ] ia juga dapat mengalami peluruhan beta tunggal , yang belum teramati, tetapi nilai prediksi teoritis dari t 1/2 -nya adalah 2,4 × 10 20 tahun. [ 4 ] Radioisotop paling stabil kedua adalah 93 Zr , yang memiliki waktu paruh 1,53 juta tahun. Tiga puluh radioisotop lainnya telah diamati. Semuanya memiliki waktu paruh kurang dari satu hari kecuali 95 Zr (64,02 hari), 88 Zr (83,4 hari), dan 89 Zr (78,41 jam). Mode peluruhan utama untuk isotop yang lebih ringan daripada 92 Zr adalah penangkapan elektron , sedangkan untuk isotop yang lebih berat adalah peluruhan beta.
Daftar isotop
Nuklida
[ n 1 ] |
Z | N |
Massa isotop
(
Da
)
[ n 2 ] [ n 3 ] |
Waktu paruh
[ n 4 ] [ n 5 ] |
Mode
peluruhan |
Isotop
anak [ n 6 ] |
Spin
dan
[ n 7 ] [ n 5 ] |
Kelimpahan alami (fraksi mol) | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Energi eksitasi | Proporsi normal | Rentang variasi | |||||||||||||||||
78 Zr | 40 | 38 | 77,95523(54)# |
50#
mdtk
[>170 ndtk ] |
0+ | ||||||||||||||
79 Zr | 40 | 39 | 78,94916(43)# | 56(30) mdtk | β + , p | 78 Sr | 5/2+# | ||||||||||||
β + | 79 Y | ||||||||||||||||||
80 Zr | 40 | 40 | 79,9404(16) | 4,6(6) dtk | β + | 80 Y | 0+ | ||||||||||||
81 Zr | 40 | 41 | 80,93721(18) | 5,5(4) dtk | β + (>99,9%) | 81 Y | (3/2−)# | ||||||||||||
β + , p (<0,1%) | 80 Sr | ||||||||||||||||||
82 Zr | 40 | 42 | 81,93109(24)# | 32(5) dtk | β + | 82 Y | 0+ | ||||||||||||
83 Zr | 40 | 43 | 82,92865(10) | 41,6(24) dtk | β + (>99,9%) | 83 Y | (1/2−)# | ||||||||||||
β + , p (<0,1%) | 82 Sr | ||||||||||||||||||
84 Zr | 40 | 44 | 83,92325(21)# | 25,9(7) mnt | β + | 84 Y | 0+ | ||||||||||||
85 Zr | 40 | 45 | 84,92147(11) | 7,86(4) mnt | β + | 85 Y | 7/2+ | ||||||||||||
85m Zr | 292,2(3) keV | 10,9(3) dtk | IT (92%) | 85 Zr | (1/2−) | ||||||||||||||
β + (8%) | 85 Y | ||||||||||||||||||
86 Zr | 40 | 46 | 85,91647(3) | 16,5(1) jam | β + | 86 Y | 0+ | ||||||||||||
87 Zr | 40 | 47 | 86,914816(9) | 1,68(1) jam | β + | 87 Y | (9/2)+ | ||||||||||||
87m Zr | 335,84(19) keV | 14,0(2) dtk | IT | 87 Zr | (1/2)− | ||||||||||||||
88 Zr [ n 8 ] | 40 | 48 | 87,910227(11) | 83,4(3) hri | EC | 88 Y | 0+ | ||||||||||||
89 Zr | 40 | 49 | 88,908890(4) | 78,41(12) jam | β + | 89 Y | 9/2+ | ||||||||||||
89m Zr | 587,82(10) keV | 4,161(17) mnt | IT (93,77%) | 89 Zr | 1/2− | ||||||||||||||
β + (6,23%) | 89 Y | ||||||||||||||||||
90 Zr [ n 9 ] | 40 | 50 | 89,9047044(25) | Stabil | 0+ | 0,5145(40) | |||||||||||||
90m1 Zr | 2319,000(10) keV | 809,2(20) mdtk | IT | 90 Zr | 5- | ||||||||||||||
90m2 Zr | 3589,419(16) keV | 131(4) ndtk | 8+ | ||||||||||||||||
91 Zr [ n 9 ] | 40 | 51 | 90,9056458(25) | Stabil | 5/2+ | 0,1122(5) | |||||||||||||
91m Zr | 3167,3(4) keV | 4,35(14) μdtk | (21/2+) | ||||||||||||||||
92 Zr [ n 9 ] | 40 | 52 | 91,9050408(25) | Stabil | 0+ | 0,1715(8) | |||||||||||||
93 Zr [ n 10 ] | 40 | 53 | 92,9064760(25) | 1,53(10) × 10 6 thn | β − (73%) | 93m Nb | 5/2+ | ||||||||||||
β − (27%) | 93 Nb | ||||||||||||||||||
94 Zr [ n 9 ] | 40 | 54 | 93,9063152(26) | Stabil Secara Pengamatan [ n 11 ] | 0+ | 0,1738(28) | |||||||||||||
95 Zr [ n 9 ] | 40 | 55 | 94,9080426(26) | 64,032(6) hri | β − | 95 Nb | 5/2+ | ||||||||||||
96 Zr [ n 12 ] [ n 9 ] | 40 | 56 | 95,9082734(30) | 20(4) × 10 18 thn | β − β − [ n 13 ] | 96 Mo | 0+ | 0,0280(9) | |||||||||||
97 Zr | 40 | 57 | 96,9109531(30) | 16,744(11) jam | β − | 97m Nb | 1/2+ | ||||||||||||
98 Zr | 40 | 58 | 97,912735(21) | 30,7(4) dtk | β − | 98 Nb | 0+ | ||||||||||||
99 Zr | 40 | 59 | 98,916512(22) | 2,1(1) dtk | β − | 99m Nb | 1/2+ | ||||||||||||
100 Zr | 40 | 60 | 99,91776(4) | 7,1(4) dtk | β − | 100 Nb | 0+ | ||||||||||||
101 Zr | 40 | 61 | 100,92114(3) | 2,3(1) dtk | β − | 101 Nb | 3/2+ | ||||||||||||
102 Zr | 40 | 62 | 101,92298(5) | 2,9(2) dtk | β − | 102 Nb | 0+ | ||||||||||||
103 Zr | 40 | 63 | 102,92660(12) | 1,3(1) dtk | β − | 103 Nb | (5/2−) | ||||||||||||
104 Zr | 40 | 64 | 103,92878(43)# | 1,2(3) dtk | β − | 104 Nb | 0+ | ||||||||||||
105 Zr | 40 | 65 | 104,93305(43)# | 0,6(1) dtk | β − (>99,9%) | 105 Nb | |||||||||||||
β − , n (<0,1%) | 104 Nb | ||||||||||||||||||
106 Zr | 40 | 66 | 105,93591(54)# |
200# mdtk
[>300 ndtk] |
β − | 106 Nb | 0+ | ||||||||||||
107 Zr | 40 | 67 | 106,94075(32)# |
150# mdtk
[>300 ndtk] |
β − | 107 Nb | |||||||||||||
108 Zr | 40 | 68 | 107,94396(64)# |
80# mdtk
[>300 ndtk] |
β − | 108 Nb | 0+ | ||||||||||||
109 Zr | 40 | 69 | 108,94924(54)# |
60# mdtk
[>300 ndtk] |
|||||||||||||||
110 Zr | 40 | 70 | 109,95287(86)# |
30# mdtk
[>300 ndtk] |
0+ | ||||||||||||||
111 Zr [ 6 ] | 40 | 71 | |||||||||||||||||
112 Zr [ 6 ] | 40 | 72 | 0+ | ||||||||||||||||
113 Zr [ 7 ] | 40 | 73 | |||||||||||||||||
114 Zr [ 8 ] | 40 | 74 | 0+ | ||||||||||||||||
Header & footer tabel ini: |
- ^ m Zr – Isomer nuklir tereksitasi.
- ^ ( ) – Ketidakpastian (1 σ ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
- ^ # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa ( trends from the Mass Surface , TMS).
- ^ Waktu paruh tebal – hampir stabil, waktu paruh lebih lama dari umur alam semesta .
- ^ a b # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga ( trends of neighboring nuclides , TNN).
- ^ Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
- ^ ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
- ^ Penyerap neutron paling kuat kedua yang diketahui
- ^ a b c d e f Produk fisi
- ^ Produk fisi berumur panjang
- ^ Diyakini meluruh melalui β − β − menjadi 94 Mo dengan waktu paruh lebih dari 1,1 × 10 17 tahun
- ^ Radionuklida primordial
- ^ Diteorikan juga mengalami peluruhan β − menjadi 96 Nb dengan lebih besar dari 2,4 × 10 19 tahun [ 5 ]
Zirkonium-88
Zirkonium-88 adalah sebuah radioisotop zirkonium dengan waktu paruh 83,4 hari. Pada Januari 2019, isotop ini ditemukan memiliki penampang tangkapan neutron sekitar 861.000 barn ; ini beberapa kali lipat lebih besar dari yang diperkirakan, dan lebih besar dari nuklida lainnya kecuali 135 Xe . [ 9 ]
Zirkonium-89
Zirkonium-89 adalah sebuah radioisotop zirkonium dengan waktu paruh 78,41 jam. Ia diproduksi oleh iradiasi proton dari 89 Y alami. Foton gamanya yang paling menonjol memiliki energi 909 keV.
89 Zr digunakan dalam aplikasi diagnostik khusus menggunakan pencitraan tomografi emisi positron , [ 10 ] misalnya, dengan antibodi berlabel zirkonium-89 (immuno-PET). [ 11 ] [ 12 ]
Zirkonium-93
Termal | Cepat | 14 MeV | |
---|---|---|---|
232 Th | tidak fisil | 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 | tidak fisil | 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 | ? |
Nuklida | t ½ | Hasil | Q [ a 1 ] | βγ |
---|---|---|---|---|
( Ma ) | (%) [ a 2 ] | ( keV ) | ||
99 Tc | 0,211 | 6,1385 | 294 | β |
126 Sn | 0,230 | 0,1084 | 4050 [ a 3 ] | β γ |
79 Se | 0,327 | 0,0447 | 151 | β |
93 Zr | 1,53 | 5,4575 | 91 | βγ |
135 Cs | 2,3 | 6,9110 [ a 4 ] | 269 | β |
107 Pd | 6,5 | 1,2499 | 33 | β |
15,7 | 0,8410 | 194 | βγ | |
|
Zirkonium-93 adalah sebuah radioisotop zirkonium dengan waktu paruh 1,53 juta tahun, meluruh melalui emisi partikel beta berenergi rendah. 73% dari total peluruhan mengisi keadaan tereksitasi 93 Nb , yang meluruh dengan waktu paruh 14 tahun dan sinar gama berenergi rendah ke keadaan dasar 93 Nb yang stabil, sedangkan 27% sisa peluruhan langsung mengisi keadaan dasar. [ 14 ] Ia adalah salah satu dari hanya 7 produk fisi berumur panjang . Aktivitas spesifik yang rendah dan energi radiasi yang rendah membatasi bahaya radioaktif dari isotop ini.
Fisi nuklir menghasilkannya pada hasil fisi 6,3% (fisi neutron termal 235 U), setara dengan produk fisi paling melimpah lainnya. Reaktor nuklir biasanya mengandung sejumlah besar zirkonium sebagai kelongsong batang bahan bakar (lihat Zircaloy ), dan iradiasi neutron 92 Zr juga menghasilkan beberapa 93 Zr, meskipun hal ini dibatasi oleh penampang tangkapan neutron 92 Zr yang rendah sebesar 0,22 barn . Memang salah satu alasan utama untuk menggunakan zirkonium dalam kelongsong batang bahan bakar adalah penampangnya yang rendah.
93 Zr juga memiliki penampang tangkapan neutron rendah sebesar 0,7 barn. [ 15 ] [ 16 ] Sebagian besar zirkonium fisi terdiri dari isotop lain; isotop lain dengan penampang penyerapan neutron yang signifikan adalah 91 Zr dengan penampang sebesar 1,24 barn. 93 adalah kandidat yang kurang menarik untuk dibuang melalui transmutasi nuklir dibandingkan dengan 99 Tc dan . Mobilitas dalam tanah relatif rendah, sehingga dapat menjadi solusi yang memadai. Sebagai alternatif, jika efek pada ekonomi neutron dari penampang 93 Zr yang lebih tinggi dianggap dapat diterima, kelongsong yang diiradiasi dan produk fisi zirkonium (yang dicampur bersama dalam sebagian besar metode nuklir saat ini) dapat digunakan untuk membentuk kelongsong Zircaloy baru. Setelah kelongsong berada di dalam reaktor, tingkat radioaktivitas yang relatif rendah dapat ditoleransi, tetapi transportasi dan manufaktur mungkin memerlukan tindakan pencegahan khusus.
Referensi
- ^ Pritychenko, Boris; Tretyak, V. "Adopted Double Beta Decay Data" . National Nuclear Data Center . Diakses tanggal 6 Juli 2022 .
- ^ Meija, J.; Coplen, T. B. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)" . Pure Appl. Chem. 88 (3): 265– 91. doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
- ^ "List of Adopted Double Beta (ββ) Decay Values" . National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory.
- ^ H Heiskanen; M T Mustonen; J Suhonen (30 Maret 2007). "Theoretical half-life for beta decay of 96 Zr" . Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics . 34 (5): 837– 843. doi : 10.1088/0954-3899/34/5/005 .
- ^ Finch, S.W.; Tornow, W. (2016). "Search for the β decay of 96 Zr" . Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment . 806 : 70– 74. Bibcode : 2016NIMPA.806...70F . doi : 10.1016/j.nima.2015.09.098 .
- ^ a b Ohnishi, Tetsuya; Kubo, Toshiyuki; Kusaka, Kensuke; et al. (2010). "Identification of 45 New Neutron-Rich Isotopes Produced by In-Flight Fission of a 238 U Beam at 345 MeV/nucleon" . J. Phys. Soc. Jpn . 79 (7). Physical Society of Japan: 073201. doi : 10.1143/JPSJ.79.073201 .
- ^ Shimizu, Yohei; et al. (2018). "Observation of New Neutron-rich Isotopes among Fission Fragments from In-flight Fission of 345MeV=nucleon 238U: Search for New Isotopes Conducted Concurrently with Decay Measurement Campaigns" . Journal of the Physical Society of Japan . 87 : 014203. doi : 10.7566/JPSJ.87.014203 .
- ^ Sumikama, T.; et al. (2021). "Observation of new neutron-rich isotopes in the vicinity of Zr110" . Physical Review C . 103 . doi : 10.1103/PhysRevC.103.014614 . S2CID 234019083 .
- ^ Shusterman, J.A.; Scielzo, N.D.; Thomas, K.J.; Norman, E.B.; Lapi, S.E.; Loveless, C.S.; Peters, N.J.; Robertson, J.D.; Shaughnessy, D.A.; Tonchev, A.P. (2019). "The surprisingly large neutron capture cross-section of 88 Zr" . Nature . 565 (7739): 328– 330. Bibcode : 2019Natur.565..328S . doi : 10.1038/s41586-018-0838-z . 1512575 . PMID 30617314 . S2CID 57574387 .
- ^ Dilworth, Jonathan R.; Pascu, Sofia I. (2018). "The chemistry of PET imaging with zirconium-89". Chemical Society Reviews . 47 (8): 2554– 2571. doi : 10.1039/C7CS00014F . PMID 29557435 .
- ^ Van Dongen, GA; Vosjan, MJ (August 2010). "Immuno-positron emission tomography: shedding light on clinical antibody therapy". Cancer Biotherapy and Radiopharmaceuticals . 25 (4): 375– 85. doi : 10.1089/cbr.2010.0812 . PMID 20707716 .
- ^ Untuk tabel peluruhan, lihat Maria Vosjan. "Zirconium-89 ( 89 Zr)" . Cyclotron.nl.
- ^ M. B. Chadwick et al, "ENDF/B-VII.1: Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data", Nucl. Data Sheets 112(2011)2887. (accessed at www-nds.iaea.org/exfor/endf.htm)
- ^ Cassette, P.; Chartier, F.; Isnard, H.; Fréchou, C.; Laszak, I.; Degros, J.P.; Bé, M.M.; Lépy, M.C.; Tartes, I. (2010). "Determination of 93 Zr decay scheme and half-life" . Applied Radiation and Isotopes . 68 (1): 122– 130. doi : 10.1016/j.apradiso.2009.08.011 . PMID 19734052 .
- ^ "ENDF/B-VII.1 Zr-93(n,g)" . National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. 22 Desember 2011. Diarsipkan dari asli tanggal 2009-07-20 . Diakses tanggal 6 Juli 2022 .
- ^ S. Nakamura; et al. (2007). "Thermal neutron capture cross-sections of Zirconium-91 and Zirconium-93 by prompt gamma-ray spectroscopy". Journal of Nuclear Science and Technology . 44 (1): 21– 28. doi : 10.1080/18811248.2007.9711252 . S2CID 96087661 .
-
Massa isotop dari:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3– 128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
-
Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
- de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)" . Pure and Applied Chemistry . 75 (6): 683– 800. doi : 10.1351/pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)" . Pure and Applied Chemistry . 78 (11): 2051– 2066. doi : 10.1351/pac200678112051 .
- "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised" . International Union of Pure and Applied Chemistry . 19 Oktober 2005.
-
Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3– 128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
- National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database" . Laboratorium Nasional Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (Edisi 85). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .