Az asztácium izotópjai

Az asztáciumnak (At) 32 izotópja ismert, ezek mindegyike radioaktív, tömegszámuk a 191–229 tartományba esik. Ezen kívül 23 metastabil gerjesztett állapota is létezik. A leghosszabb élettartamú izotópja az ²¹⁰At (felezési ideje 8,1 óra), a természetes bomlási sorokban előforduló izotópok közül a leghosszabb felezési idővel az ²¹⁹At rendelkezik (56 másodperc).

Az asztáciumnak 32 izotópja ismert, ezek atomtömege (tömegszáma) 191, illetve 193–223.^[1] Az asztáciumnak nincs stabil vagy hosszú élettartamú izotópja, és nem is várható, hogy létezne ilyen.^[2]

Néhány asztáciumizotóp alfa-bomlási jellemzője^{[* 1]}
Tömeg- szám	Tömeg- felesleg ^[1]	Leánymag tömeg- feleslege^[1]	Alfa-bomlás átlagos energiája	Felezési idő^[1]	Alfa-bomlás valószínűsége^[1]	alfa felezési idő
207	−13,243 MeV	−19,116 MeV	5,873 MeV	1,80 óra	8,6%	20,9 óra
208	−12,491 MeV	−18,243 MeV	5,752 MeV	1,63 óra	0,55%	12,3 nap
209	−12,880 MeV	−18,638 MeV	5,758 MeV	5,41 óra	4,1%	5,5 nap
210	−11,972 MeV	−17,604 MeV	5,632 MeV	8,1 óra	0,175%	193 nap
211	−11,647 MeV	−17,630 MeV	5,983 MeV	7,21 óra	41,8%	17,2 óra
212	−8,621 MeV	−16,436 MeV	7,825 MeV	0,31 s	≈100%	0,31 s
213	−6,579 MeV	−15,834 MeV	9,255 MeV	125 ns	100%	125 ns
214	−3,380 MeV	−12,366 MeV	8,986 MeV	558 ns	100%	558 ns
219	10,397 MeV	4,073 MeV	6,324 MeV	56 s	97%	58 s
220	14,350 MeV	8,298 MeV	6,052 MeV	3,71 perc	8%	46,4 perc
221^{[* 2]}	16,810 MeV	11,244 MeV	5,566 MeV	2,3 perc	kísérletileg alfa- bomlással szemben stabil	∞

23 magizomerje (melyek atommagjában egy vagy több nukleon – proton vagy neutron – gerjesztett állapotban van) ismeretes. Közülük a legstabilabb az asztácium-202m1,^{[* 3]} melynek felezési ideje kb. 3 perc – ez a legtöbb alapállapotú izotópénál is hosszabb, kivéve a 203–211 és 220-as izotópokat. A leginstabilabb az asztácium-214m1 (265 ns), nála csak az alapállapotú asztácium-213 felezési ideje rövidebb.^[1]

Az alfa-bomlások energiája ugyanazt a tendenciát követi, mint más nehéz elemeké.^[2] A könnyebb asztáciumizotópok alfa-részecskéi meglehetősen nagy energiával rendelkeznek, de a bomlási energia a tömegszám növekedésével csökken. Az At-211 energiája a könnyebb izotópokhoz képest kiugró, ennek magjában 126 neutron található, a 126 pedig bűvös szám (lezárt neutronhéj). Bár felezési ideje hasonló az eggyel kisebb tömegszámú szomszédjához (az At-210-é 8,1 óra, az At-211-é 7,2 óra), jóval nagyobb valószínűséggel – 41,8%-ban – szenved alfa-bomlást, míg utóbbi csak 0,18%-ban.^[1]^{[* 4]} Az utána következő két izotóp még több energiát bocsát ki, az At-213 bomlási energiája a legnagyobb az összes asztáciumizotóp közül. Emiatt egyben a felezési ideje is a legrövidebb.^[2] Bár a nehezebb izotópok bomlási energiája kisebb, egyik izotóp felezési ideje sem hosszú, amit a béta-bomlás növekvő jelentősége okoz.^[2] Ez a bomlási mód különösen fontos az asztácium esetében: már 1950-ben felismerték, hogy a béta-bomlással szemben egyik izotópja sem stabil (azaz nincs olyan izotópja, amely egyáltalán nem tudna béta-bomlást szenvedni).^[3] Béta-bomlást az At-213, At-214, At-215 és At-216m kivételével mindegyik izotópnál kimutattak.^[1] a többi izotóp közül az asztácium-210 és az annál könnyebbek pozitronemisszióval bomlanak, az asztácium-216 és a nehezebb izotópok negatív béta-bomlóak, az At-212 mindkétféleképpen bomlik, míg az At-211 esetén inkább az elektronbefogással jellemző.^[1]

A legstabilabb asztáciumizotóp az At-210 (felezési ideje 8,1 óra), ez főként pozitronkibocsátással bomlik, leánymagja a viszonylag hosszú élettartamú, alfa-sugárzó polónium-210. Összesen csak öt izotópjának felezési ideje haladja meg az egy órát, ezek tömegszáma 207 és 211 közötti. A leginstabilabb alapállapotú izotópja az asztácium-213 (felezési ideje körülbelül 125 nanomásodperc), ez alfa-bomlással a rendkívül hosszú élettartamú – gyakorlatilag stabil – bizmut-209-cé alakul.^[1]

Táblázat

nuklid jele	Z(p)	N(n)	izotóptömeg (u)	felezési idő	bomlási mód(ok)^[4]^{[m 1]}	leány- izotóp(ok)	magspin	jellemző izotóp- összetétel (móltört)	természetes ingadozás (móltört)
nuklid jele	gerjesztési energia			felezési idő	bomlási mód(ok)^[4]^{[m 1]}	leány- izotóp(ok)	magspin	jellemző izotóp- összetétel (móltört)	természetes ingadozás (móltört)
¹⁹¹At	85	106		1,7(+11−5) ms			(1/2+)
^191mAt				2,1(+4−3) ms			(7/2−)
¹⁹³At	85	108	192,99984(6)	28(+5−4) ms	α	¹⁸⁹Bi	(1/2+)
^193m1At	50 keV			21(5) ms			(7/2−)
^193m2At	39 keV			27(+4−5) ms			(13/2+)
¹⁹⁴At	85	109	193,99873(20)	~40 ms	α	¹⁹⁰Bi	3+#
¹⁹⁴At	85	109	193,99873(20)	~40 ms	β⁺ (ritka)	¹⁹⁴Po	3+#
^194mAt	480(190) keV			~250 ms	α	¹⁹⁰Bi	10−#
^194mAt	480(190) keV			~250 ms	IT (ritka)	¹⁹⁴At	10−#
¹⁹⁵At	85	110	194,996268(10)	328(20) ms	α (75%)	¹⁹¹Bi	(1/2+)
¹⁹⁵At	85	110	194,996268(10)	328(20) ms	β⁺ (25%)	¹⁹⁵Po	(1/2+)
^195mAt	34(7) keV			147(5) ms			9/2−#
¹⁹⁶At	85	111	195,99579(6)	253(9) ms	α (96%)	¹⁹²Bi	3+#
¹⁹⁶At	85	111	195,99579(6)	253(9) ms	β⁺ (4,0%)	¹⁹⁶Po	3+#
^196m1At	−30(80) keV			20# ms			10−#
^196m2At	157,9(1) keV			11 µs			5+#
¹⁹⁷At	85	112	196,99319(5)	0,390(16) s	α (96%)	¹⁹³Bi	(9/2−)
¹⁹⁷At	85	112	196,99319(5)	0,390(16) s	β⁺ (4,0%)	¹⁹⁷Po	(9/2−)
^197mAt	52(10) keV			2,0(2) s			(1/2+)
¹⁹⁸At	85	113	197,99284(5)	4,2(3) s	α (94%)	¹⁹⁴Bi	(3+)
¹⁹⁸At	85	113	197,99284(5)	4,2(3) s	β⁺ (6%)	¹⁹⁸Po	(3+)
^198mAt	330(90)# keV			1,0(2) s			(10−)
¹⁹⁹At	85	114	198,99053(5)	6,92(13) s	α (89%)	¹⁹⁵Bi	(9/2−)
¹⁹⁹At	85	114	198,99053(5)	6,92(13) s	β⁺ (11%)	¹⁹⁹Po	(9/2−)
²⁰⁰At	85	115	199,990351(26)	43,2(9) s	α (57%)	¹⁹⁶Bi	(3+)
²⁰⁰At	85	115	199,990351(26)	43,2(9) s	β⁺ (43%)	²⁰⁰Po	(3+)
^200m1At	112,7(30) keV			47(1) s	α (43%)	¹⁹⁶Bi	(7+)
					IT	²⁰⁰At
					β⁺	²⁰⁰Po
^200m2At	344(3) keV			3,5(2) s			(10−)
²⁰¹At	85	116	200,988417(9)	85(3) s	α (71%)	¹⁹⁷Bi	(9/2−)
²⁰¹At	85	116	200,988417(9)	85(3) s	β⁺ (29%)	²⁰¹Po	(9/2−)
²⁰²At	85	117	201,98863(3)	184(1) s	β⁺ (88%)	²⁰²Po	(2,3)+
²⁰²At	85	117	201,98863(3)	184(1) s	α (12%)	¹⁹⁸Bi	(2,3)+
^202m1At	190(40) keV			182(2) s			(7+)
^202m2At	580(40) keV			460(50) ms			(10−)
²⁰³At	85	118	202,986942(13)	7,37(13) perc	β⁺ (69%)	²⁰³Po	9/2−
²⁰³At	85	118	202,986942(13)	7,37(13) perc	α (31%)	¹⁹⁹Bi	9/2−
²⁰⁴At	85	119	203,987251(26)	9,2(2) perc	β⁺ (96%)	²⁰⁴Po	7+
²⁰⁴At	85	119	203,987251(26)	9,2(2) perc	α (3,8%)	²⁰⁰Bi	7+
^204mAt	587,30(20) keV			108(10) ms	IT	²⁰⁴At	(10−)
²⁰⁵At	85	120	204,986074(16)	26,2(5) perc	β⁺ (90%)	²⁰⁵Po	9/2−
²⁰⁵At	85	120	204,986074(16)	26,2(5) perc	α (10%)	²⁰¹Bi	9/2−
^205mAt	2339,65(23) keV			7,76(14) µs			29/2+
²⁰⁶At	85	121	205,986667(22)	30,6(13) perc	β⁺ (99,11%)	²⁰⁶Po	(5)+
²⁰⁶At	85	121	205,986667(22)	30,6(13) perc	α (0,9%)	²⁰²Bi	(5)+
^206mAt	807(3) keV			410(80) ns			(10)−
²⁰⁷At	85	122	206,985784(23)	1,80(4) óra	β⁺ (91%)	²⁰⁷Po	9/2−
²⁰⁷At	85	122	206,985784(23)	1,80(4) óra	α (8,6%)	²⁰³Bi	9/2−
²⁰⁸At	85	123	207,986590(28)	1,63(3) óra	β⁺ (99,5%)	²⁰⁸Po	6+
²⁰⁸At	85	123	207,986590(28)	1,63(3) óra	α (0,55%)	²⁰⁴Bi	6+
²⁰⁹At	85	124	208,986173(8)	5,41(5) óra	β⁺ (96%)	²⁰⁹Po	9/2−
²⁰⁹At	85	124	208,986173(8)	5,41(5) óra	α (4,0%)	²⁰⁵Bi	9/2−
²¹⁰At	85	125	209,987148(8)	8,1(4) óra	β⁺ (99,8%)	²¹⁰Po	(5)+
²¹⁰At	85	125	209,987148(8)	8,1(4) óra	α (0,18%)	²⁰⁶Bi	(5)+
^210m1At	2549,6(2) keV			482(6) µs			(15)−
^210m2At	4027,7(2) keV			5,66(7) µs			(19)+
²¹¹At	85	126	210,9874963(30)	7,214(7) óra	EC (58,2%)	²¹¹Po	9/2−
²¹¹At	85	126	210,9874963(30)	7,214(7) óra	α (42%)	²⁰⁷Bi	9/2−
²¹²At	85	127	211,990745(8)	0,314(2) s	α (99,95%)	²⁰⁸Bi	(1−)
					β⁺ (0,05%)	²¹²Po
					β⁻ (2·10⁻⁶%)	²¹²Rn
^212m1At	223(7) keV			0,119(3) s	α (99%)	²⁰⁸Bi	(9−)
^212m1At	223(7) keV			0,119(3) s	IT (1%)	²¹²At	(9−)
^212m2At	4771,6(11) keV			152(5) µs			(25−)
²¹³At	85	128	212,992937(5)	125(6) ns	α	²⁰⁹Bi	9/2−
²¹⁴At	85	129	213,996372(5)	558(10) ns	α	²¹⁰Bi	1−
^214m1At	59(9) keV			265(30) ns
^214m2At	231(6) keV			760(15) ns			9−
²¹⁵At	85	130	214,998653(7)	0,10(2) ms	α	²¹¹Bi	9/2−	nyomokban^{[m 2]}
²¹⁶At	85	131	216,002423(4)	0,30(3) ms	α (99,99%)	²¹²Bi	1−
					β⁻ (0,006%)	²¹⁶Rn
					EC (3·10⁻⁷%)	²¹⁶Po
^216mAt	413(5) keV			100# µs			(9−)
²¹⁷At	85	132	217,004719(5)	32,3(4) ms	α (99,98%)	²¹³Bi	9/2−
²¹⁷At	85	132	217,004719(5)	32,3(4) ms	β⁻ (0,012%)	²¹⁷Rn	9/2−
²¹⁸At	85	133	218,008694(12)	1,5(3) s	α (99,9%)	²¹⁴Bi	1−#	nyomokban^{[m 3]}
²¹⁸At	85	133	218,008694(12)	1,5(3) s	β⁻ (0,10%)	²¹⁸Rn	1−#	nyomokban^{[m 3]}
²¹⁹At	85	134	219,011162(4)	56(3) s	α (97%)	²¹⁵Bi	5/2−#	nyomokban^{[m 2]}
²¹⁹At	85	134	219,011162(4)	56(3) s	β⁻ (3,0%)	²¹⁹Rn	5/2−#	nyomokban^{[m 2]}
²²⁰At	85	135	220,01541(6)	3,71(4) perc	β⁻ (92%)	²²⁰Rn	3(−#)
²²⁰At	85	135	220,01541(6)	3,71(4) perc	α (8,0%)	²¹⁶Bi	3(−#)
²²¹At	85	136	221,01805(21)#	2,3(2) perc	β⁻	²²¹Rn	3/2−#
²²²At	85	137	222,02233(32)#	54(10) s	β⁻	²²²Rn
²²³At	85	138	223,02519(43)#	50(7) s			3/2−#

↑ Rövidítések:
EC: Elektronbefogás
IT: Izomer átmenet
↑ ^a ^b Az urán-235 bomlási sor tagja
↑ Az urán-238 bomlási sor tagja

Megjegyzések

A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek.
A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg.

Megjegyzések

↑ A táblázatban a „tömegfelesleg” oszlopban a tényleges tömegkülönbség energiaekvivalense található; a „leánymag tömegfeleslege” alatt a leánymag és alfa-részecske együttesének tömegfeleslege szerepel energiaekvivalensben; az „alfa felezési idő” a más bomlási módok elhagyásával adódó felezési idő.
↑ Mivel az asztácium-221 nem alfa-bomló, a megadott érték elméleti adat. A tömegfelesleg nem mért, hanem számított érték.
↑ Az "m1" azt jelenti, hogy az alapállapothoz képest ez a következő energiaszint. A további magasabb energiaszinteket az "m2" stb. jelölés mutatja. Az "m" után a szám el is hagyható, ha csak egy jól ismert metastabil állapot ismert, ilyen például az asztácium-216m esete. Megjegyzendő, hogy a magizomerek jelölésére más módszerek is léteznek.
↑ Ez azt jelenti, hogy ha az alfán kívüli egyéb bomlási módoktól eltekintünk, akkor az asztácium-210 felezési ideje 4628,6 óra (128,9 nap), míg az At-211-é 17,2 óra (0,9 nap). Az At-211 tehát jóval kevésbé stabil az alfa-bomlással szemben, mint a könnyebb izotóp.

Hivatkozások

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j (2003) „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)
↑ ^a ^b ^c ^d Lavrukhina & Pozdnyakov 1966, 232. o.
↑ Rankama, Kalervo. Isotope geology, 2nd, Pergamon Press, 403. o. (1956). ISBN 978-0-470-70800-2
↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of astatine című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

Izotóptömegek:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)
Izotóp-összetétel és standard atomtömegek:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). „Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 75 (6), 683–800. o. DOI:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11), 2051–2066. o. DOI:10.1351/pac200678112051.Laikus összefoglaló
A felezési időkre, a spinekre és az izomer adatokra vonatkozó információk az alábbi forrásokból származnak:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)
- National Nuclear Data Center: NuDat 2.1 database. Brookhaven National Laboratory. (Hozzáférés: 2005. szeptember 1.)
- N. E. Holden.szerk.: D. R. Lide: Table of the Isotopes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th, CRC Press, Section 11. o. (2004). ISBN 978-0-8493-0485-9
Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция (orosz nyelven). Nauka (1966)

A polónium izotópjai	Az asztácium izotópjai	A radon izotópjai
Izotópok listája

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[9] Rövidítések:
EC: Elektronbefogás
IT: Izomer átmenet

[as-10] Az urán-235 bomlási sor tagja

[11] Az urán-238 bomlási sor tagja

[3] A táblázatban a „tömegfelesleg” oszlopban a tényleges tömegkülönbség energiaekvivalense található; a „leánymag tömegfeleslege” alatt a leánymag és alfa-részecske együttesének tömegfeleslege szerepel energiaekvivalensben; az „alfa felezési idő” a más bomlási módok elhagyásával adódó felezési idő.

[4] Mivel az asztácium-221 nem alfa-bomló, a megadott érték elméleti adat. A tömegfelesleg nem mért, hanem számított érték.

[5] Az "m1" azt jelenti, hogy az alapállapothoz képest ez a következő energiaszint. A további magasabb energiaszinteket az "m2" stb. jelölés mutatja. Az "m" után a szám el is hagyható, ha csak egy jól ismert metastabil állapot ismert, ilyen például az asztácium-216m esete. Megjegyzendő, hogy a magizomerek jelölésére más módszerek is léteznek.

[6] Ez azt jelenti, hogy ha az alfán kívüli egyéb bomlási módoktól eltekintünk, akkor az asztácium-210 felezési ideje 4628,6 óra (128,9 nap), míg az At-211-é 17,2 óra (0,9 nap). Az At-211 tehát jóval kevésbé stabil az alfa-bomlással szemben, mint a könnyebb izotóp.

[ffff-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j (2003) „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)

[FOOTNOTELavrukhinaPozdnyakov1966232-2] Lavrukhina & Pozdnyakov 1966, 232. o.

[7] Rankama, Kalervo. Isotope geology, 2nd, Pergamon Press, 403. o. (1956). ISBN 978-0-470-70800-2

[8] ttps://www.nucleonica.net/unc.aspx

[1]

[2]

[* 1]

[* 2]

[* 3]

[* 4]

[3]

[4]

[m 1]

[m 2]

[m 3]