Изотопы самария
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Изотопы самария — разновидности химического элемента самария с разным количеством нейтронов в атомном ядре. Известны изотопы самария с массовыми числами от 128 до 165 (количество протонов 62, нейтронов от 66 до 103) и 12 ядерных изомеров.
Природный самарий представляет собой смесь семи изотопов: четырёх стабильных:
- 144Sm (изотопная распространённость 3,07 %);
- 150Sm (изотопная распространённость 7,38 %);
- 152Sm (изотопная распространённость 26,75 %);
- 154Sm (изотопная распространённость 22,75 %);
и трёх с огромным периодом полураспада, больше возраста Вселенной:[1]
- 147Sm (изотопная распространённость 14,99 %, период полураспада 1⋅1011 лет);
- 148Sm (изотопная распространённость 11,24 %, период полураспада 7⋅1015 лет);
- 149Sm (изотопная распространённость 13,82 %, период полураспада не установлен, превышает 2⋅1015 лет).
Благодаря радиоактивным изотопам, в основном 147Sm, природный самарий обладает удельной активностью около 124 кБк/кг[2].
Среди искусственно синтезированных изотопов самария самые долгоживущие 146Sm (период полураспада — 68 ± 7 миллионов лет[3] или, по более ранним данным, 103 ± 4 млн лет[4][5][6]) и 151Sm (90 ± 8 лет). Расхождение между различными экспериментальными измерениями периода полураспада 146Sm пока не прояснено. В базу данных Nubase2016[7] внесено более позднее значение 68 млн лет, измеренное в 2012 году, однако рабочая группа ИЮПАК в 2020 году рекомендовала как вре́менное решение для космо- и геохимических исследований, где используется изотопное датирование образцов ранней Солнечной системы с помощью альфа-распада 146Sm→142Nd, применять обе константы распада и публиковать два самарий-неодимовых возраста[8].
Самарий-153
В медицине для лечения некоторых видов рака применяется 153Sm[9] В России фармпрепараты на основе 153Sm производит обнинский филиал Научно-исследовательского физико-химического института имени Л. Я. Карпова.[10].
Таблица изотопов самария
| Символ нуклида | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[11] (а. е. м.) | Период полураспада[6] (T1/2) | Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[6] | Распространённость изотопа в природе | Диапазон изменения изотопной распространённости в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | |||||||||
| 128Sm | 62 | 66 | 127,95808(54)# | 0,5# с | 0+ | ||||
| 129Sm | 62 | 67 | 128,95464(54)# | 550(100) мс | 5/2+# | ||||
| 130Sm | 62 | 68 | 129,94892(43)# | 1# с | β+ | 130Pm | 0+ | ||
| 131Sm | 62 | 69 | 130,94611(32)# | 1,2(2) с | β+ | 131Pm | 5/2+# | ||
| β+, p (редко) | 130Nd | ||||||||
| 132Sm | 62 | 70 | 131,94069(32)# | 4,0(3) с | β+ | 132Pm | 0+ | ||
| β+, p | 131Nd | ||||||||
| 133Sm | 62 | 71 | 132,93867(21)# | 2,90(17) с | β+ | 133Pm | (5/2+) | ||
| β+, p | 132Nd | ||||||||
| 134Sm | 62 | 72 | 133,93397(21)# | 10(1) с | β+ | 134Pm | 0+ | ||
| 135Sm | 62 | 73 | 134,93252(17) | 10,3(5) с | β+ (99,98%) | 135Pm | (7/2+) | ||
| β+, p (0,02%) | 134Nd | ||||||||
| 135mSm | 0(300)# кэВ | 2,4(9) с | β+ | 135Pm | (3/2+, 5/2+) | ||||
| 136Sm | 62 | 74 | 135,928276(13) | 47(2) с | β+ | 136Pm | 0+ | ||
| 136mSm | 2264,7(11) кэВ | 15(1) мкс | (8−) | ||||||
| 137Sm | 62 | 75 | 136,92697(5) | 45(1) с | β+ | 137Pm | (9/2−) | ||
| 137mSm | 180(50)# кэВ | 20# с | β+ | 137Pm | 1/2+# | ||||
| 138Sm | 62 | 76 | 137,923244(13) | 3,1(2) мин | β+ | 138Pm | 0+ | ||
| 139Sm | 62 | 77 | 138,922297(12) | 2,57(10) мин | β+ | 139Pm | 1/2+ | ||
| 139mSm | 457,40(22) кэВ | 10,7(6) с | ИП (93,7%) | 139Sm | 11/2− | ||||
| β+ (6,3%) | 139Pm | ||||||||
| 140Sm | 62 | 78 | 139,918995(13) | 14,82(12) мин | β+ | 140Pm | 0+ | ||
| 141Sm | 62 | 79 | 140,918476(9) | 10,2(2) мин | β+ | 141Pm | 1/2+ | ||
| 141mSm | 176,0(3) кэВ | 22,6(2) мин | β+ (99,69%) | 141Pm | 11/2− | ||||
| ИП (0,31%) | 141Sm | ||||||||
| 142Sm | 62 | 80 | 141,915198(6) | 72,49(5) мин | β+ | 142Pm | 0+ | ||
| 143Sm | 62 | 81 | 142,914628(4) | 8,75(8) мин | β+ | 143Pm | 3/2+ | ||
| 143m1Sm | 753,99(16) кэВ | 66(2) с | ИП (99,76%) | 143Sm | 11/2− | ||||
| β+ (0,24%) | 143Pm | ||||||||
| 143m2Sm | 2793,8(13) кэВ | 30(3) мс | 23/2(−) | ||||||
| 144Sm | 62 | 82 | 143,911999(3) | стабилен[n 1][12] | 0+ | 0,0307(7) | |||
| 144mSm | 2323,60(8) кэВ | 880(25) нс | 6+ | ||||||
| 145Sm | 62 | 83 | 144,913410(3) | 340(3) сут | ЭЗ | 145Pm | 7/2− | ||
| 145mSm | 8786,2(7) кэВ | 990(170) нс [0,96(+19−15) мкс] | (49/2+) | ||||||
| 146Sm | 62 | 84 | 145,913041(4) | 68⋅106 лет[3] или 103⋅106 лет[6] | α | 142Nd | 0+ | ||
| 147Sm | 62 | 85 | 146,9148979(26) | 1,06(2)⋅1011 лет | α | 143Nd | 7/2− | 0,1499(18) | |
| 148Sm | 62 | 86 | 147,9148227(26) | 6,3(13)⋅1015 лет[12] | α | 144Nd | 0+ | 0,1124(10) | |
| 149Sm | 62 | 87 | 148,9171847(26) | стабилен (>2⋅1015лет)[n 2][12] | 7/2− | 0,1382(7) | |||
| 150Sm | 62 | 88 | 149,9172755(26) | стабилен | 0+ | 0,0738(1) | |||
| 151Sm | 62 | 89 | 150,9199324(26) | 88,8(24) лет | β− | 151Eu | 5/2− | ||
| 151mSm | 261,13(4) кэВ | 1,4(1) мкс | (11/2)− | ||||||
| 152Sm | 62 | 90 | 151,9197324(27) | стабилен | 0+ | 0,2675(16) | |||
| 153Sm | 62 | 91 | 152,9220974(27) | 46,284(4) ч | β− | 153Eu | 3/2+ | ||
| 153mSm | 98,37(10) кэВ | 10,6(3) мс | ИП | 153Sm | 11/2− | ||||
| 154Sm | 62 | 92 | 153,9222093(27) | стабилен (>2,3⋅1018лет)[n 3][12] | 0+ | 0,2275(29) | |||
| 155Sm | 62 | 93 | 154,9246402(28) | 22,3(2) мин | β− | 155Eu | 3/2− | ||
| 156Sm | 62 | 94 | 155,925528(10) | 9,4(2) ч | β− | 156Eu | 0+ | ||
| 156mSm | 1397,55(9) кэВ | 185(7) нс | 5− | ||||||
| 157Sm | 62 | 95 | 156,92836(5) | 8,03(7) мин | β− | 157Eu | (3/2−) | ||
| 158Sm | 62 | 96 | 157,92999(8) | 5,30(3) мин | β− | 158Eu | 0+ | ||
| 159Sm | 62 | 97 | 158,93321(11) | 11,37(15) с | β− | 159Eu | 5/2− | ||
| 160Sm | 62 | 98 | 159,93514(21)# | 9,6(3) с | β− | 160Eu | 0+ | ||
| 161Sm | 62 | 99 | 160,93883(32)# | 4,8(8) с | β− | 161Eu | 7/2+# | ||
| 162Sm | 62 | 100 | 161,94122(54)# | 2,4(5) с | β− | 162Eu | 0+ | ||
| 163Sm | 62 | 101 | 162,94536(75)# | 1# с | β− | 163Eu | 1/2−# | ||
| 164Sm | 62 | 102 | 163,94828(86)# | 500# мс | β− | 164Eu | 0+ | ||
| 165Sm | 62 | 103 | 164,95298(97)# | 200# мс | β− | 165Eu | 5/2−# | ||
- ↑ Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в 144Nd
- ↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в 145Nd
- ↑ Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в 154Gd
Пояснения к таблице
- Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
- Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
- Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.
Примечания
- ↑ Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
- ↑ Оценка радиологической значимости редкоземельных металлов, имеющих природные радиоактивные изотопы. Архивная копия от 4 мая 2018 на Wayback Machine Э. П. Лисаченко. Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Санкт-Петербург
- ↑ 1 2 Kinoshita M. et al. A Shorter 146Sm Half-Life Measured and Implications for 146Sm-142Nd Chronology in the Solar System (англ.) // Science : journal. — 2012. — Vol. 335, no. 6076. — P. 1614-1617. — doi:10.1126/science.1215510.
- ↑ Friedman A. M. et al. Alpha decay half-lives of 148Gd, 150Gd, and 146Sm (англ.) // Radiochimica Acta. — 1966. — Vol. 5, iss. 4. — P. 192—194. — doi:10.1524/ract.1966.5.4.192.
- ↑ Meissner F., Schmidt-Ott W.-D., Ziegeler L. Half-life and α-ray energy of 146Sm (англ.) // Zeitschrift für Physik. — 1987. — Vol. A 327. — P. 171—174. — doi:10.1007/BF01292406. — .
- ↑ 1 2 3 4 Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — .
- ↑ Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — .
- ↑ Villa I.M. et al. IUPAC-IUGS recommendation on the half-lives of 147Sm and 146Sm (англ.) // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 2020. — Vol. 285. — P. 70—77. — ISSN 0016-7037. — doi:10.1016/j.gca.2020.06.022.
- ↑ Самарий 153Sm оксабифор в комплексной терапии метастатического поражения костей. Дата обращения: 15 октября 2017. Архивировано 15 октября 2017 года.
- ↑ Обнинский филиал НИФХИ им. Л. Я. Карпова отмечает 50 лет со дня пуска реактора. Дата обращения: 15 октября 2017. Архивировано 15 октября 2017 года.
- ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
- ↑ 1 2 3 4 Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.
