Изотопы лития

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Изото́пы лития — разновидности атомовядер) химического элемента лития, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 9 изотопов лития и ещё 2 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов, 10m1Li − 10m2Li.

В природе встречаются два стабильных изотопа лития: 6Li (7,5 %) и 7Li (92,5 %).

Наиболее устойчивый искусственный изотоп, 8Li, имеет период полураспада 0,8403 с.

Экзотический изотоп 3Li (трипротон), по-видимому, не существует как связанная система.

Происхождение[править | править вики-текст]

7Li является одним из немногих изотопов, возникших при первичном нуклеосинтезе (то есть в период от 1 секунды до 3 минут после Большого Взрыва[1]) в количестве не более 10−9 от всех элементов.[2][3] Некоторое количество изотопа 6Li, как минимум в десять тысяч раз меньшее, чем 7Li, также образовано в первичном нуклеосинтезе[1].

Примерно в десять раз больше 7Li образовались в звёздном нуклеосинтезе. Литий является промежуточным продуктом реакции ppII, но при высоких температурах активно преобразуется (англ.) в гелий[4][5].

Наблюдаемые соотношения 7Li и 6Li не сходятся с предсказанием стандартной модели первичного нуклеосинтеза (standard BBN). Данное расхождение известно как «primordial lithium problem».[1][6]

Разделение[править | править вики-текст]

Литий-6 имеет большее сродство с ртутью, чем литий-7. На этом основан процесс обогащения COLEX[7]. Альтернативный процесс — вакуумная дистилляция, происходящая при температурах около 550 °C.

Обычно разделение изотопов лития требовалось для военных ядерных программ (СССР, США, Китая). В настоящее время функционирующими мощностями по разделению обладают лишь Россия и Китай[7].

Таблица изотопов лития[править | править вики-текст]

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[8]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[9]
(T1/2)
Моды распада Спин и чётность
ядра[9]
Энергия возбуждения (кэВ)
3Li 3 0
4Li 3 1 4,02719(23) 91(9)·10−24 с
[6,03 МэВ]
p 2-
5Li 3 2 5,01254(5) 370(30)·10−24 с
[~1,5 МэВ]
p 3/2-
6Li 3 3 6,015122795(16) стабилен 1+
7Li 3 4 7,01600455(8) стабилен 3/2-
8Li 3 5 8,02248736(10) 840,3(9) мс β 2+
9Li 3 6 9,0267895(21) 178,3(4) мс β+n (50,8%), β (49,2%) 3/2-
10Li 3 7 10,035481(16) 2,0(5)·10−21 с
[1,2(3) МэВ]
n (1-,2-)
10m1Li 200(40) кэВ 3,7(15)·10−21 с 1+
10m2Li 480(40) кэВ 1,35(24)·10−21 с 2+
11Li 3 8 11,043798(21) 8,75(14) мс β+n (84,9%), β (8,07%), β+2n (4,1%), β+3n (1,9%), β+деление (1,027%) 3/2-
12Li 3 9 12,05378(107)# <10 нс n
13Li 3 10

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 BD Fields, The Primordial Lithium Problem, ‎Annual Reviews of Nuclear and Particle Science 2011
  2. Постнов К.А. Лекции по общей астрофизике для физиков. Архивировано 24 августа 2011 года.; см Рис. 11.1
  3. http://www.int.washington.edu/PHYS554/2005/vanderplas.pdf
  4. Lecture 27: Stellar Nucleosynthesis // Университет Toledo - "The Destruction of Lithium in Young Convective Stars" slide 28
  5. Greg Ruchti, Lithium in the Cosmos - "Lithium is Fragile" slide 10
  6. Karsten JEDAMZIK, Big Bang Nucleosynthesis and the Cosmic Lithium Problem
  7. 1 2 PWR - литиевая угроза, ATOMINFO.RU (23.10.2013). Проверено 29 декабря 2013.
  8. 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. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  9. 1 2 Данные приведены по 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. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.