| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Pb) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Свинец ( 82 Pb) имеет четыре стабильных изотопа : 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb. Свинец-204 полностью является первичным нуклидом, а не радиогенным нуклидом. Три изотопа свинец-206, свинец-207 и свинец-208 представляют собой концы трех цепочек распада : уранового ряда (или радиевого), актиниевого и ториевого, соответственно; четвертая цепочка распада, серия нептуния, заканчивается изотопом таллия 205 Tl. Три ряда, оканчивающиеся свинцом, представляют собой продукты цепочки распада долгоживущих первичных 238 U, 235 U и 232 Th соответственно. Однако каждый из них также встречается до некоторой степени как первичные изотопы, которые образовались в сверхновых, а не радиогенно как дочерние продукты. Фиксированное соотношение свинца-204 к первичным количествам других изотопов свинца можно использовать в качестве исходного уровня для оценки дополнительных количеств радиогенного свинца, присутствующего в горных породах в результате распада урана и тория. (См. Датирование свинцом и свинцом и датирование ураном свинцом ).
Самыми долгоживущими радиоизотопами являются 205 Pb с периодом полураспада 17,3 миллиона лет и 202 Pb с периодом полураспада 52 500 лет. Более короткоживущий радиоизотоп природного происхождения, 210 Pb с периодом полураспада 22,3 года, полезен для изучения хронологии седиментации проб окружающей среды во временных масштабах короче 100 лет.
Относительные содержания четырех стабильных изотопов составляют приблизительно 1,5%, 24%, 22% и 52,5%, что в сумме дает стандартный атомный вес (средневзвешенное содержание стабильных изотопов) 207,2 (1). Свинец - это элемент с самым тяжелым стабильным изотопом 208 Pb. (Более массивный 209 Bi, долгое время считавшийся стабильным, на самом деле имеет период полураспада 2,01 × 10 19 лет.) В настоящее время известно 43 изотопа свинца, включая очень нестабильные синтетические разновидности.
В полностью ионизированном состоянии изотоп 205 Pb также становится стабильным.
Нуклид | Историческое название | Z | N | Изотопная масса ( Да ) | Период полураспада | Режим распада | Дочерний изотоп | Спин и паритет | Естественное изобилие (мольная доля) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения | Нормальная пропорция | Диапазон вариации | ||||||||
178 Пб | 82 | 96 | 178,003830 (26) | 0,23 (15) мс | α | 174 рт. | 0+ | |||
179 Пб | 82 | 97 | 179.00215 (21) # | 3,9 (1,1) мс | α | 175 рт. | (9 / 2-) | |||
180 Пб | 82 | 98 | 179.997918 (22) | 4,5 (11) мс | α | 176 рт. | 0+ | |||
181 Pb | 82 | 99 | 180,99662 (10) | 45 (20) мс | α (98%) | 177 рт. | (9 / 2-) | |||
β + (2%) | 181 тл | |||||||||
182 Pb | 82 | 100 | 181.992672 (15) | 60 (40) мс [55 (+ 40–35) мс] | α (98%) | 178 рт. | 0+ | |||
β + (2%) | 182 тл | |||||||||
183 Пб | 82 | 101 | 182.99187 (3) | 535 (30) мс | α (94%) | 179 рт. | (3/2-) | |||
β + (6%) | 183 тл | |||||||||
183m Pb | 94 (8) кэВ | 415 (20) мс | α | 179 рт. | (13/2 +) | |||||
β + (редко) | 183 тл | |||||||||
184 Пб | 82 | 102 | 183.988142 (15) | 490 (25) мс | α | 180 рт. | 0+ | |||
β + (редко) | 184 тл | |||||||||
185 Пб | 82 | 103 | 184,9876 10 (17) | 6,3 (4) с | α | 181 рт. | 3 / 2- | |||
β + (редко) | 185 тл | |||||||||
185m Pb | 60 (40) # кэВ | 4.07 (15) с | α | 181 рт. | 13/2 + | |||||
β + (редко) | 185 тл | |||||||||
186 Пб | 82 | 104 | 185.984239 (12) | 4.82 (3) с | α (56%) | 182 рт. | 0+ | |||
β + (44%) | 186 тл | |||||||||
187 Pb | 82 | 105 | 186.983918 (9) | 15,2 (3) с | β + | 187 Тл | (3/2-) | |||
α | 183 рт. | |||||||||
187m Pb | 11 (11) кэВ | 18,3 (3) с | β + (98%) | 187 Тл | (13/2 +) | |||||
α (2%) | 183 рт. | |||||||||
188 Пб | 82 | 106 | 187.980874 (11) | 25,5 (1) с | β + (91,5%) | 188 тл | 0+ | |||
α (8,5%) | 184 рт. | |||||||||
188м1 Pb | 2578.2 (7) кэВ | 830 (210) нс | (8-) | |||||||
188м2 Pb | 2800 (50) кэВ | 797 (21) нс | ||||||||
189 Pb | 82 | 107 | 188.98081 (4) | 51 (3) с | β + | 189 тл | (3/2-) | |||
189м1 Pb | 40 (30) # кэВ | 50,5 (2,1) с | β + (99,6%) | 189 тл | 13/2 + | |||||
α (0,4%) | 185 рт. | |||||||||
189м2 Pb | 2475 (30) # кэВ | 26 (5) мкс | (10) + | |||||||
190 Пб | 82 | 108 | 189.978082 (13) | 71 (1) с | β + (99,1%) | 190 Тл | 0+ | |||
α (0,9%) | 186 рт. | |||||||||
190 мл Pb | 2614,8 (8) кэВ | 150 нс | (10) + | |||||||
190м2 Pb | 2618 (20) кэВ | 25 мкс | (12+) | |||||||
190м3 Pb | 2658.2 (8) кэВ | 7,2 (6) мкс | (11) - | |||||||
191 Pb | 82 | 109 | 190.97827 (4) | 1,33 (8) мин | β + (99,987%) | 191 тл | (3/2-) | |||
α (0,013%) | 187 рт. | |||||||||
191м Pb | 20 (50) кэВ | 2,18 (8) мин | β + (99,98%) | 191 тл | 13/2 (+) | |||||
α (0,02%) | 187 рт. | |||||||||
192 Pb | 82 | 110 | 191.975785 (14) | 3,5 (1) мин | β + (99,99%) | 192 тл | 0+ | |||
α (0,0061%) | 188 рт. | |||||||||
192 мл Pb | 2581.1 (1) кэВ | 164 (7) нс | (10) + | |||||||
192м2 Pb | 2625.1 (11) кэВ | 1,1 (5) мкс | (12+) | |||||||
192м3 Pb | 2743,5 (4) кэВ | 756 (21) нс | (11) - | |||||||
193 Пб | 82 | 111 | 192.97617 (5) | 5 мин | β + | 193 Тл | (3/2-) | |||
193м1 Pb | 130 (80) # кэВ | 5,8 (2) мин | β + | 193 Тл | 13/2 (+) | |||||
193м2 Pb | 2612,5 (5) + X кэВ | 135 (+ 25−15) нс | (33/2 +) | |||||||
194 Пб | 82 | 112 | 193.974012 (19) | 12,0 (5) мин | β + (100%) | 194 тл | 0+ | |||
α (7,3 × 10 −6 %) | 190 рт. | |||||||||
195 Pb | 82 | 113 | 194.974542 (25) | ~ 15 мин. | β + | 195 TL | 3/2 # - | |||
195 мл Pb | 202,9 (7) кэВ | 15,0 (12) мин | β + | 195 TL | 13/2 + | |||||
195м2 Pb | 1759.0 (7) кэВ | 10,0 (7) мкс | 21 / 2− | |||||||
196 Пб | 82 | 114 | 195.972774 (15) | 37 (3) мин | β + | 196 тл | 0+ | |||
α (3 × 10 −5 %) | 192 рт. | |||||||||
196м1 Pb | 1049.20 (9) кэВ | lt;100 нс | 2+ | |||||||
196м2 Pb | 1738.27 (12) кэВ | lt;1 мкс | 4+ | |||||||
196м3 Pb | 1797,51 (14) кэВ | 140 (14) нс | 5− | |||||||
196м4 Пб | 2693,5 (5) кэВ | 270 (4) нс | (12+) | |||||||
197 Pb | 82 | 115 | 196.973431 (6) | 8,1 (17) мин | β + | 197 тл | 3 / 2- | |||
197 мл Pb | 319.31 (11) кэВ | 42,9 (9) мин | β + (81%) | 197 тл | 13/2 + | |||||
IT (19%) | 197 Pb | |||||||||
α (3 × 10 −4 %) | 193 рт. | |||||||||
197м2 Pb | 1914.10 (25) кэВ | 1,15 (20) мкс | 21 / 2− | |||||||
198 Pb | 82 | 116 | 197.972034 (16) | 2,4 (1) ч | β + | 198 Тл | 0+ | |||
198 мл Pb | 2141,4 (4) кэВ | 4,19 (10) мкс | (7) - | |||||||
198м2 Pb | 2231,4 (5) кэВ | 137 (10) нс | (9) - | |||||||
198м3 Pb | 2820,5 (7) кэВ | 212 (4) нс | (12) + | |||||||
199 Pb | 82 | 117 | 198.972917 (28) | 90 (10) мин | β + | 199 Тл | 3 / 2- | |||
199 мл Pb | 429,5 (27) кэВ | 12,2 (3) мин | IT (93%) | 199 Pb | (13/2 +) | |||||
β + (7%) | 199 Тл | |||||||||
199м2 Pb | 2563,8 (27) кэВ | 10,1 (2) мкс | (29 / 2-) | |||||||
200 Пб | 82 | 118 | 199.971827 (12) | 21,5 (4) ч | β + | 200 Тл | 0+ | |||
201 Pb | 82 | 119 | 200.972885 (24) | 9,33 (3) ч | ЭК (99%) | 201 тл | 5 / 2- | |||
β + (1%) | ||||||||||
201 мл Pb | 629.14 (17) кэВ | 61 (2) с | 13/2 + | |||||||
201м2 Pb | 2718,5 + X кэВ | 508 (5) нс | (29 / 2-) | |||||||
202 Пб | 82 | 120 | 201.972159 (9) | 5,25 (28) × 10 4 г | ЭК (99%) | 202 тл | 0+ | |||
α (1%) | 198 рт. | |||||||||
202м1 Pb | 2169.83 (7) кэВ | 3,53 (1) ч | ИТ (90,5%) | 202 Пб | 9− | |||||
ЭК (9,5%) | 202 тл | |||||||||
202м2 Pb | 4142.9 (11) кэВ | 110 (5) нс | (16+) | |||||||
202м3 Pb | 5345.9 (13) кэВ | 107 (5) нс | (19-) | |||||||
203 Пб | 82 | 121 | 202.973391 (7) | 51,873 (9) ч | EC | 203 тл | 5 / 2- | |||
203 мл Pb | 825.20 (9) кэВ | 6.21 (8) с | ЭТО | 203 Пб | 13/2 + | |||||
203м2 Pb | 2949.47 (22) кэВ | 480 (7) мс | 29 / 2− | |||||||
203м3 Pb | 2923,4 + X кэВ | 122 (4) нс | (25 / 2-) | |||||||
204 Пб | 82 | 122 | 203.9730436 (13) | Наблюдательно стабильный | 0+ | 0,014 (1) | 0,0104–0,0165 | |||
204 мл Pb | 1274.00 (4) кэВ | 265 (10) нс | 4+ | |||||||
204м2 Pb | 2185.79 (5) кэВ | 67,2 (3) мин | 9− | |||||||
204м3 Pb | 2264.33 (4) кэВ | 0,45 (+ 10−3) мкс | 7− | |||||||
205 Пб | 82 | 123 | 204.9744818 (13) | 1,73 (7) × 10 7 лет | EC | 205 Тл | 5 / 2- | |||
205 мл Pb | 2.329 (7) кэВ | 24,2 (4) мкс | 1 / 2- | |||||||
205м2 Pb | 1013,839 (13) кэВ | 5,55 (2) мс | 13/2 + | |||||||
205м3 Pb | 3195,7 (5) кэВ | 217 (5) нс | 25 / 2− | |||||||
206 Пб | Радий G | 82 | 124 | 205.9744653 (13) | Наблюдательно стабильный | 0+ | 0,241 (1) | 0,2084–0,2748 | ||
206м1 Pb | 2200.14 (4) кэВ | 125 (2) мкс | 7− | |||||||
206м2 Pb | 4027,3 (7) кэВ | 202 (3) нс | 12+ | |||||||
207 Пб | Актиний D | 82 | 125 | 206.9758969 (13) | Наблюдательно стабильный | 1 / 2- | 0,221 (1) | 0,1762–0,2365 | ||
207m Pb | 1633,368 (5) кэВ | 806 (6) мс | ЭТО | 207 Пб | 13/2 + | |||||
208 Пб | Торий D | 82 | 126 | 207.9766521 (13) | Наблюдательно стабильный | 0+ | 0,524 (1) | 0,5128–0,5621 | ||
208m Pb | 4895 (2) кэВ | 500 (10) нс | 10+ | |||||||
209 Пб | 82 | 127 | 208.9810901 (19) | 3,253 (14) ч | β - | 209 Би | 9/2 + | След | ||
210 Pb | Радий D Radiolead Радио-свинец | 82 | 128 | 209.9841885 (16) | 22,3 (22) года | β - (100%) | 210 Би | 0+ | След | |
α (1,9 × 10 −6 %) | 206 рт. | |||||||||
210m Pb | 1278 (5) кэВ | 201 (17) нс | 8+ | |||||||
211 Пб | Актиний B | 82 | 129 | 210.9887370 (29) | 36,1 (2) мин | β - | 211 Би | 9/2 + | След | |
212 Пб | Торий B | 82 | 130 | 211.9918975 (24) | 10,64 (1) ч | β - | 212 Би | 0+ | След | |
212m Pb | 1335 (10) кэВ | 6,0 (0,8) мкс | ЭТО | 212 Пб | (8+) | |||||
213 Пб | 82 | 131 | 212.996581 (8) | 10,2 (3) мин | β - | 213 Би | (9/2 +) | |||
214 Пб | Радий B | 82 | 132 | 213.9998054 (26) | 26,8 (9) мин | β - | 214 Би | 0+ | След | |
214m Pb | 1420 (20) кэВ | 6,2 (0,3) мкс | ЭТО | 212 Пб | 8 + # | |||||
215 Пб | 82 | 133 | 215,00 4660 (60) | 2,34 (0,19) мин | β - | 215 Би | 9/2 + # | |||
216 Пб | 82 | 134 | 216.008030 (210) # | 1,65 (0,2) мин | β - | 216 Би | 0+ | |||
216m Pb | 1514 (20) кэВ | 400 (40) нс | ЭТО | 216 Пб | 8 + # | |||||
217 Пб | 82 | 135 | 217.013140 (320) # | 20 (5) с | β - | 217 Би | 9/2 + # | |||
218 Пб | 82 | 136 | 218.016590 (320) # | 15 (7) с | β - | 218 Би | 0+ |
EC: | Электронный захват |
ЭТО: | Изомерный переход |
206 Pb является последней ступенью в цепочке распада 238 U, «радиевого ряда» или «уранового ряда». В закрытой системе со временем данная масса 238 U будет распадаться в результате последовательности шагов, достигающих кульминации в 206 Pb. Производство промежуточных продуктов в конечном итоге достигает равновесия (хотя это занимает много времени, поскольку период полураспада 234 U составляет 245 500 лет). Как только эта стабилизированная система будет достигнута, отношение 238 U к 206 Pb будет неуклонно уменьшаться, в то время как отношения других промежуточных продуктов друг к другу останутся постоянными.
Как и большинство радиоизотопов найдены в серии радия, 206 Pb был первоначально назван как изменение радия, в частности радия G. Это продукт распада как 210 Po (исторически называемого радием F ) в результате альфа-распада, так и гораздо более редкого 206 Tl ( радий E II) в результате бета-распада.
Свинец-206 был предложен для использования в теплоносителе ядерного реактора деления на быстрых нейтронах вместо использования смеси природного свинца (которая также включает другие стабильные изотопы свинца) в качестве механизма для улучшения нейтронной экономии и значительного подавления нежелательного образования высокорадиоактивных побочных продуктов.
204 Pb является полностью первичным и поэтому полезен для оценки доли других изотопов свинца в данном образце, которые также являются первичными, поскольку относительные доли различных первичных изотопов свинца везде постоянны. Таким образом, предполагается, что любой избыток свинца-206, -207 и -208 имеет радиогенное происхождение, что позволяет использовать различные схемы датирования урана и тория для оценки возраста горных пород (времени с момента их образования) на основе относительного содержания свинца. -204 к другим изотопам.
207 Pb является конец ряда актиния из 235 U.
208 Pb - конец ториевого ряда из 232 Th. Хотя в большинстве мест на Земле он составляет лишь примерно половину состава свинца, его можно найти с естественным обогащением примерно до 90% ториевыми рудами. 208 Pb является самым тяжелым известным стабильным изотопом любого элемента, а также самым тяжелым из известных дважды магических ядер, поскольку Z = 82 и N = 126 соответствуют закрытым ядерным оболочкам. Как следствие этого, особенно устойчивой конфигурации, ее захват нейтронов сечение является очень низким (даже ниже, чем у дейтерия в тепловом спектре), что делает его интерес для свинца охлаждения реакторов на быстрые нейтроны.
Изотопные массы из:
Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.