Abundancja izotopu

Abundancja izotopu, abundancja naturalna (ang. natural abundance, w skrócie NA), także obfitość występowania izotopu – procentowa zawartość danego izotopu pierwiastka w pierwiastku naturalnie występującym.

Dla przykładu izotopy wodoru mają następujące abundancje:

• wodór-1 (prot): 99,985%
• wodór-2 (deuter): 0,015%
• wodór-3 (tryt, promieniotwórczy): ślady.

Pomimo zapisanego sumowania abundancji protu i deuteru do 100% (skończona dokładność podania tych wartości) w przyrodzie występują ślady niestabilnego trytu, tworzonego w atmosferze podczas oddziaływania promieniowania kosmicznego z gazami atmosferycznymi oraz „resztki” wodoru-3 (czas połowicznego zaniku trytu to 12 lat) powstałego w czasie prób jądrowych.

Innym przykładem może być uran, posiadający trzy naturalnie występujące izotopy: ²³⁸U, ²³⁵U i ²³⁴U. Ich abundancje naturalne wynoszą odpowiednio 99,2745%, 0,72% i 0,0055%. Oznacza to, że analizując 100 000 atomów uranu, średnio znajdziemy w nich 99 275 atomów uranu-238, 720 atomów uranu-235 i nie więcej niż 5 lub 6 atomów uranu-234. Abundancje te wynikają z czasów połowicznego zaniku podanych izotopów uranu: dla ²³⁸U jest on równy 4,47 mld lat, dla ²³⁵U 704 mln lat zaś dla ²³⁴U 245 500 lat. Zatem w przypadku uranu najbardziej abundantnym izotopem jest najtrwalszy, najmniej występującym – najmniej trwały. Jednak nie jest to reguła: naturalne abundancje mogą być dyktowane przez różne czynniki, jak na przykład przez:

• prawdopodobieństwo ich kreacji w nukleosyntezie (przykład: samar, promieniotwórcze izotopy ¹⁴⁷Sm i ¹⁴⁸Sm są o wiele bardziej abundantne niż stabilny ¹⁴⁴Sm);
• produkcję danego izotopu w szeregach promieniotwórczych (przykład: ołów, izotopy o liczbach masowych 206, 207 i 208 posiadają obfitości odpowiednio 24,1%, 22,1% i 52,4%, każdy z nich jest produktem końcowym jednego z szeregów promieniotwórczych; izotop pierwotny o liczbie masowej 204 występuje z obfitością jedynie 1,4%).

Wartość abundancji zależy głównie od procesów tworzenia się pierwiastków we Wszechświecie oraz trwałości poszczególnych nuklidów. Praktycznie nie zależy od warunków geologicznych i geograficznych, z wyjątkiem przypadku pierwiastków lekkich w których efekty izotopowe mogą prowadzić do powstawania różnic obfitości danego izotopu pierwiastka w różnych tworach geologicznych i astronomicznych.

Ze względu na te same własności chemiczne różnych izotopów tego samego pierwiastka oraz niewielkich różnic ich masy głównym źródłem informacji o abundancjach izotopów jest spektrometria mas lub metody jądrowe.

Zobacz też

• częstość występowania pierwiastków we Wszechświecie
• nukleosynteza
• frakcjonowanie izotopowe

Linki zewnętrzne

• Lista abundancji trwałych izotopów pierwiastków NanoSIMS group (Washington University) (ang.). presolar.wustl.edu. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-11-10)].
• Interaktywna Tablica Izotopów (ang.). ie.lbl.gov. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-05-11)].
• Narzędzia do obliczania rozkładów izotopowych z małą i dużą precyzją (ang.). research.smilems.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-08-26)].