銪的同位素
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 標準原子質量 (Ar, 標準) |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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銪（原子量：151.964(1)）的同位素，其中有1個同位素是在觀測上穩定的。
自然形成的銪元素由兩種同位素組成：151Eu和153Eu，後者的豐度為52.2%，比前者稍高。153Eu是穩定同位素，但151Eu則會進行α衰變，半衰期為5+11
−3×1018 年，[2]即在1公斤自然銪樣本中大約每2分鐘發生一次α衰變事件。這一數值與理論預測值吻合。除了自然的放射性同位素151Eu以外，已知的人造放射性同位素共有35種，其中最穩定的有150Eu（半衰期為36.9年）、152Eu（13.516年）和154Eu（8.593年）。所有剩餘的放射性同位素半衰期都在4.7612年以下，且大部份小於12.2秒。銪共有8種亞穩態，最穩定的有150mEu（半衰期為12.8小時）、152m1Eu（9.3116小時）和152m2Eu（96分鐘）。[3]
概述
[編輯]質量比153Eu低的同位素衰變模式主要是電子捕獲，並一般產生釤的同位素；質量更高的則主要進行β−衰變，並一般產生釓的同位素。[3]
| 同位素 | 151Eu | 152Eu | 153Eu | 154Eu | 155Eu |
|---|---|---|---|---|---|
| 產量 | ~10 | 低 | 1580 | >2.5 | 330 |
| 靶恩 | 5900 | 12800 | 312 | 1340 | 3950 |
銪是某些核裂變反應的產物，但銪同位素質量較高，其裂變產物產量很低。
和其他鑭系元素一樣，銪的許多同位素，特別是奇數質量數和低中子數的同位素（如152Eu），擁有很高的中子捕獲截面，通常可以作為中子毒物。
銪-151
[編輯]釤-151經β衰變後會產生151Eu，但由於半衰期長，吸收中子的平均時間短，所以大部份151Sm最終會變為152Sm。
| 項： 單位： |
t½ a |
產額 % |
Q* KeV |
βγ * |
|---|---|---|---|---|
| 155Eu | 4.76 | .0803 | 252 | βγ |
| 85Kr | 10.76 | .2180 | 687 | βγ |
| 113mCd | 14.1 | .0008 | 316 | β |
| 90Sr | 28.9 | 4.505 | 2826 | β |
| 137Cs | 30.23 | 6.337 | 1176 | βγ |
| 121mSn | 43.9 | .00005 | 390 | βγ |
| 151Sm | 90 | .5314 | 77 | β |
銪-152 和 銪-154
[編輯]152Eu（半衰期為13.516年）和154Eu（8.593年）不能作為β衰變產物，因為152Sm和154Sm都沒有放射性。154Eu和134Cs是僅有的兩個裂變產量高於百萬分之2.5的長壽命受屏蔽核素。[4]對153Eu進行中子活化，可以產生更大量的154Eu，但其中大部份會再轉化為155Eu。
對於鈾-235和熱中子，155Eu（半衰期為4.7612年）的裂變產量為百萬分之330，其大部份會在燃料燃耗結束時嬗變成無放射性、無吸收性的釓-156。
整體來說，在輻射危害上，銪比銫-137和鍶-90弱得多，而作為中子毒物，銪則比釤弱很多。[5][6][7][8][9][10][11]
圖表
[編輯]| 符號 | Z | N | 同位素質量（u） [n 1][n 2] |
半衰期 [n 1][n 2][n 3] |
衰變 方式[12] |
衰變 產物 [n 4][n 5] |
原子核 自旋[n 1] |
相對豐度 （莫耳分率）[13][n 2] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 激發能量[n 1][n 2] | ||||||||
| 130Eu | 63 | 67 | 129.96357(54)# | 1.1(5) ms [0.9(+5-3) ms] |
2+# | |||
| 131Eu | 63 | 68 | 130.95775(43)# | 17.8(19) ms | 3/2+ | |||
| 132Eu | 63 | 69 | 131.95437(43)# | 100# ms | β+ | 132Sm | ||
| p | 131Sm | |||||||
| 133Eu | 63 | 70 | 132.94924(32)# | 200# ms | β+ | 133Sm | 11/2-# | |
| 134Eu | 63 | 71 | 133.94651(21)# | 0.5(2) s | β+ | 134Sm | ||
| β+, p （不常見） | 133Pm | |||||||
| 135Eu | 63 | 72 | 134.94182(32)# | 1.5(2) s | β+ | 135Sm | 11/2-# | |
| β+, p | 134Pm | |||||||
| 136Eu | 63 | 73 | 135.93960(21)# | 3.3(3) s | β+ (99.91%) | 136Sm | (7+) | |
| β+, p (.09%) | 135Pm | |||||||
| 136mEu | 0(500)# keV | 3.8(3) s | β+ (99.91%) | 136Sm | (3+) | |||
| β+, p (.09%) | 135Pm | |||||||
| 137Eu | 63 | 74 | 136.93557(21)# | 8.4(5) s | β+ | 137Sm | 11/2-# | |
| 138Eu | 63 | 75 | 137.93371(3) | 12.1(6) s | β+ | 138Sm | (6-) | |
| 139Eu | 63 | 76 | 138.929792(14) | 17.9(6) s | β+ | 139Sm | (11/2)- | |
| 140Eu | 63 | 77 | 139.92809(6) | 1.51(2) s | β+ | 140Sm | 1+ | |
| 140mEu | 210(15) keV | 125(2) ms | IT (99%) | 140Eu | 5-# | |||
| β+(1%) | 140Sm | |||||||
| 141Eu | 63 | 78 | 140.924931(14) | 40.7(7) s | β+ | 141Sm | 5/2+ | |
| 141mEu | 96.45(7) keV | 2.7(3) s | IT (86%) | 141Eu | 11/2- | |||
| β+ (14%) | 141Sm | |||||||
| 142Eu | 63 | 79 | 141.92343(3) | 2.36(10) s | β+ | 142Sm | 1+ | |
| 142mEu | 460(30) keV | 1.223(8) min | β+ | 142Sm | 8- | |||
| 143Eu | 63 | 80 | 142.920298(12) | 2.59(2) min | β+ | 143Sm | 5/2+ | |
| 143mEu | 389.51(4) keV | 50.0(5) µs | 11/2- | |||||
| 144Eu | 63 | 81 | 143.918817(12) | 10.2(1) s | β+ | 144Sm | 1+ | |
| 144mEu | 1127.6(6) keV | 1.0(1) µs | (8-) | |||||
| 145Eu | 63 | 82 | 144.916265(4) | 5.93(4) d | β+ | 145Sm | 5/2+ | |
| 145mEu | 716.0(3) keV | 490 ns | 11/2- | |||||
| 146Eu | 63 | 83 | 145.917206(7) | 4.61(3) d | β+ | 146Sm | 4- | |
| 146mEu | 666.37(16) keV | 235(3) µs | 9+ | |||||
| 147Eu | 63 | 84 | 146.916746(3) | 24.1(6) d | β+ (99.99%) | 147Sm | 5/2+ | |
| α (.0022%) | 143Pm | |||||||
| 148Eu | 63 | 85 | 147.918086(11) | 54.5(5) d | β+ (100%) | 148Sm | 5- | |
| α (9.39×10−7%) | 144Pm | |||||||
| 149Eu | 63 | 86 | 148.917931(5) | 93.1(4) d | ε | 149Sm | 5/2+ | |
| 150Eu | 63 | 87 | 149.919702(7) | 36.9(9) a | β+ | 150Sm | 5(-) | |
| 150mEu | 42.1(5) keV | 12.8(1) h | β− (89%) | 150Gd | 0- | |||
| β+ (11%) | 150Sm | |||||||
| IT (5×10−8%) | 150Eu | |||||||
| 151Eu[n 6] | 63 | 88 | 150.9198502(26) | 4.62×1018 a | α | 147Pm | 5/2+ | 0.4781(6) |
| 151mEu | 196.245(10) keV | 58.9(5) µs | 11/2- | |||||
| 152Eu | 63 | 89 | 151.9217445(26) | 13.537(6) a | ε (72.09%), β+ (0.027%) | 152Sm | 3- | |
| β− (27.9%) | 152Gd | |||||||
| 152m1Eu | 45.5998(4) keV | 9.3116(13) h | β− (72%) | 152Gd | 0- | |||
| β+ (28%) | 152Sm | |||||||
| 152m2Eu | 65.2969(4) keV | 0.94(8) µs | 1- | |||||
| 152m3Eu | 78.2331(4) keV | 165(10) ns | 1+ | |||||
| 152m4Eu | 89.8496(4) keV | 384(10) ns | 4+ | |||||
| 152m5Eu | 147.86(10) keV | 96(1) min | 8- | |||||
| 153Eu[n 7] | 63 | 90 | 152.9212303(26) | 觀測上穩定[n 8] | 5/2+ | 0.5219(6) | ||
| 154Eu[n 7] | 63 | 91 | 153.9229792(26) | 8.593(4) a | β− (99.98%) | 154Gd | 3- | |
| ε (.02%) | 154Sm | |||||||
| 154m1Eu | 145.3(3) keV | 46.3(4) min | IT | 154Eu | (8-) | |||
| 154m2Eu | 68.1702(4) keV | 2.2(1) µs | 2+ | |||||
| 155Eu[n 7] | 63 | 92 | 154.9228933(27) | 4.7611(13) a | β− | 155Gd | 5/2+ | |
| 156Eu[n 7] | 63 | 93 | 155.924752(6) | 15.19(8) d | β− | 156Gd | 0+ | |
| 157Eu | 63 | 94 | 156.925424(6) | 15.18(3) h | β− | 157Gd | 5/2+ | |
| 158Eu | 63 | 95 | 157.92785(8) | 45.9(2) min | β− | 158Gd | (1-) | |
| 159Eu | 63 | 96 | 158.929089(8) | 18.1(1) min | β− | 159Gd | 5/2+ | |
| 160Eu | 63 | 97 | 159.93197(22)# | 38(4) s | β− | 160Gd | 1(-) | |
| 161Eu | 63 | 98 | 160.93368(32)# | 26(3) s | β− | 161Gd | 5/2+# | |
| 162Eu | 63 | 99 | 161.93704(32)# | 10.6(10) s | β− | 162Gd | ||
| 163Eu | 63 | 100 | 162.93921(54)# | 6# s | β− | 163Gd | 5/2+# | |
| 164Eu | 63 | 101 | 163.94299(64)# | 2# s | β− | 164Gd | ||
| 165Eu | 63 | 102 | 164.94572(75)# | 1# s | β− | 165Gd | 5/2+# | |
| 166Eu | 63 | 103 | 165.94997(86)# | 400# ms | β− | 166Gd | ||
| 167Eu | 63 | 104 | 166.95321(86)# | 200# ms | β− | 167Gd | 5/2+# | |
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 用括號括起來的數據代表不確定性。
- ^ 半衰期超過5億年的同位素以粗體表示。
- ^ 穩定的衰變產物以粗體表示。
- ^ 半衰期超過5億年的衰變產物以粗斜體表示。
- ^ 原始放射性核素
- ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 裂變產物
- ^ 被認為會α衰變成149Pm
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參考文獻
[編輯]- ^ Meija, Juris; et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ Belli, P.; et al. Search for α decay of natural europium. Nuclear Physics A. 2007, 789: 15–29. Bibcode:2007NuPhA.789...15B. doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001.
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- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (retrieved Sept. 2005).
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.