Изотопы гадолиния

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Изотопы гадолиния — разновидности химического элемента гадолиния, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На 2018 год известны 48 изотопов гадолиния и 16 изомерных метастабильных состояний.

Природный гадолиний состоит из шести стабильных изотопов и одного радиоактивного с очень большим периодом полураспада.

  • 152Gd. Атомная доля в природном гадолинии (0,20 ± 0,03) %[1]. Альфа-активен, период полураспада 1,08×1014 лет.
  • 154Gd. Атомная доля в природном гадолинии (2,18 ± 0,02) %[1].
  • 155Gd. Атомная доля в природном гадолинии (14,80 ± 0,09) %[1].
  • 156Gd. Атомная доля в природном гадолинии (20,47 ± 0,03) %[1].
  • 157Gd. Атомная доля в природном гадолинии (15,65 ± 0,04) %[1]. Благодаря огромному сечению захвата тепловых нейтронов (свыше 250 тыс. барн) используется в ядерных технологиях в качестве выгорающего поглотителя нейтронов.
  • 158Gd. Атомная доля в природном гадолинии (24,84 ± 0,08) %[1].
  • 160Gd. Атомная доля в природном гадолинии (21,86 ± 0,03) %[1].

Таблица изотопов гадолиния[править | править код]

Символ
нуклида
Z (p) N (n) Масса изотопа[2],
а. е. м.
Избыток
массы
[3], кэВ
Период
полураспада
[3]
(T1/2)
Спин и чётность
ядра J π[3]
Моды распада[3] Дочерний
нуклид
Изотопное содержание
в природной смеси[1], %
Энергия возбуждения
133Gd 64 69 −55 800(200)# 10# мс 5/2+# β+?
β+p?
133Eu?
132Sm?
134Gd 64 70 133,95537 −41 300(400)# 400# мс 0+ β+?
β+p?
134Eu?
133Sm?
135Gd 64 71 134,95257 −44 390(400)# 1,1(2) с (5/2+) β+≈100%
β+p≈18%
135Eu
134Sm
136Gd 64 72 135,94734 −49 090(300)# 1# с (> 200 нс) 0+ β+?
β+p?
136Eu?
135Sm?
137Gd 64 73 136,94502 −51 210(300)# 2,2(2) с (7/2+)# β+=100%
β+p?
137Eu
136Sm?
138Gd 64 74 137,94012 −55 800(200)# 4,7(9) с 0+ β+=100% 138Eu
138mGd 2,2331(5) МэВ −53 570(200)# 6,2(2) мкс (8-) IT=100% 138Gd
139Gd 64 75 138,93824 −57 630(200)# 5,7(3) с 9/2-# β+=100%
β+p?
139Eu
138Sm?
139mGd 250(150)# кэВ −57 380(250)# 4,8(9) с 1/2+# β+=100%
β+p?
139Eu
138Sm?
140Gd 64 76 139,93367 −61 782(28) 15,8(4) с 0+ β+=100% 140Eu
141Gd 64 77 140,932126 −63 224(20) 14(4) с (1/2+) β+=100%
β+p=0,03(1)%
141Eu
140Sm
141mGd 377,76(9) кэВ −62 846(20) 24,5(5) с (11/2-) β+=89(2)%
IT=11(2)%
141Eu
141Gd
142Gd 64 78 141,92812 −66 960(28) 70,2(6) с 0+ ε=52(5)%, e+=48(5)% 142Eu
143Gd 64 79 142,92675 −68 230(200) 39(2) с (1/2)+ β+=100%
β+p?
β+α?[4]
143Eu
142Sm?
139Pm?
143mGd 152,6(5) кэВ −68 080(200) 110,0(1,4) с 11/2- β+=100%
β+p?
β+α?[4]
143Eu
142Sm?
139Pm?
144Gd 64 80 143,92296 −71 760(28) 4,47(6) мин 0+ β+=100% 144Eu
144mGd 3433,1(5) кэВ −68 327(28) 145(30) нс (10+) IT=100% 144Gd
145Gd 64 81 144,921709 −72 926(20) 23,0(4) мин 1/2+ β+=100% 145Eu
145mGd 749,1(2) кэВ −72 177(20) 85(3) с 11/2- IT=94,3(5)%
β+=5,7(5)%
145Gd
145Eu
146Gd 64 82 145,918311 −76 086(4) 48,27(10) сут 0+ ε=100% 146Eu
147Gd 64 83 146,919094 −75 356,9(2,0) 38,06(12) ч 7/2- β+=100% 147Eu
147mGd 8,5878(5) МэВ −66 769,1(2,1) 510(20) нс (49/2+) IT=100% 147Gd
148Gd 64 84 147,918115 −76 269,3(1,4) 70,9(1,0) года 0+ α=100%
+?
144Sm
148Sm?
149Gd 64 85 148,919341 −75 127(3) 9,28(1) сут 7/2- β+=100%
α=4,3(1,0)×10−4%
149Eu
145Sm
150Gd 64 86 149,918659 −75 764(6) 1,79(8) млн лет 0+ α=100%
+?
146Sm
150Sm?
151Gd 64 87 150,920348 −74 189(3) 123,9(1,0) сут 7/2- ε=100%
α=1,0(6)×10−6%
151Eu
147Sm
152Gd 64 88 151,9197910 −74 706,9(1,2) 1,08(8)·1014 лет 0+ α=100% 148Sm 0,20(3)
153Gd 64 89 152,9217495 −72 882,6(1,2) 240,4(1,0) сут 3/2- ε=100% 153Eu
153m1Gd 95,1736(8) кэВ −72 787,4(1,2) 3,5(4) мкс 9/2+ IT=100% 153Gd
153m2Gd 171,188(4) кэВ −72 711,4(1,2) 76,0(1,4) мкс (11/2-) IT=100% 153Gd
154Gd 64 90 153,9208656 −73 706,0(1,2) стабилен 0+ 2,18(2)
155Gd 64 91 154,9226220 −72 069,9(1,2) стабилен 3/2- 14,80(9)
155mGd 121,05(19) кэВ −71 948,8(1,2) 31,97(27) мс 11/2- IT=100% 155Gd
156Gd 64 92 155,9221227 −72 534,9(1,2) стабилен 0+ 20,47(3)
156mGd 2,13760(5) МэВ −70 397,3(1,2) 1,3(1) мкс 7- IT=100% 156Gd
157Gd 64 93 156,9239601 −70 823,5(1,2) стабилен 3/2- 15,65(4)
157m1Gd 63,916(5) кэВ −70 759,6(1,2) 460(40) нс 5/2+ IT=100% 157Gd
157m2Gd 426,539(23) кэВ −70 397,0(1,2) 18,5(2,3) мкс 11/2- IT=100% 157Gd
158Gd 64 94 157,9241039 −70 689,5(1,2) стабилен 0+ 24,84(8)
159Gd 64 95 158,9263887 −68 561,4(1,2) 18,479(4) ч 3/2- β=100% 159Tb
160Gd 64 96 159,9270541 −67 941,7(1,3) стабилен
(> 31·1018 лет)
0+ ? 160Dy? 21,86(3)
161Gd 64 97 160,9296692 −65 505,8(1,6) 3,646(3) мин 5/2- β=100% 161Tb
162Gd 64 98 161,930985 −64 280(4) 8,4(2) мин 0+ β=100% 162Tb
163Gd 64 99 162,93399 −61 314(8) 68(3) с 7/2+# β=100% 163Tb
163mGd 137,8(1,0) кэВ −61 176(8) 23,5(1,0) с 1/2-# β=100% 163Tb
164Gd 64 100 163,93586 −59 770(100)# 45(3) с 0+ β=100% 164Tb
165Gd 64 101 164,93938 −56 450(120)# 11,0(0,9) с 1/2-# β=100% 165Tb
166Gd 64 102 165,94160 −54 530(200)# 5,1(0,8) с 0+ β=100% 166Tb
166mGd 1601,5(1,1) кэВ −52 930(200)# 950(60) нс (6-) IT=100% 166Gd
167Gd 64 103 166,94557 −50 810(300)# 4,2(0,3) с 5/2-# β=100% 167Tb
168Gd 64 104 167,94836 −48 360(400)# 3,03(16) с 0+ β=100% 168Tb
169Gd 64 105 168,95287 −44 150(500)# 0,75(21) с 7/2-# β=100% 169Tb
170Gd 64 106 −41 380(600)# 0,42(13) с 0+ β=100% 170Tb

Пояснения к таблице:

Знаком # отмечены значения, основанные на теоретических расчётах, не измеренные экспериментально. Знаком вопроса отмечены моды распада (и соответствующие им дочерние изотопы), энергетически разрешённые, но не наблюдавшиеся в эксперименте. В скобках после значений приведены стандартные погрешности; если в погрешности не приводится десятичная запятая, погрешность приведена в единицах последней значащей цифры, в противном случае — в единицах последней целой значащей цифры. Например, 123,45(6) означает 123,45 ± 0,06, тогда как 123,4(5,6) означает 123,4 ± 5,6. Значения спина и чётности, приведённые в скобках, ненадёжны (основаны на «слабых наблюдательных аргументах»)[3].

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Meija J. et al. Isotopic compositions of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — Vol. 88, no. 3. — P. 293—306. — DOI:10.1515/pac-2015-0503.
  2. 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. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  3. 1 2 3 4 5 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. — Bibcode2017ChPhC..41c0001A.
  4. 1 2 Суммарно доля распадов β+p+β+α составляет 0,001% для 143Gd+143mGd