Izotopy boru
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 28. října 2020; kontroly vyžadují 3 úpravy .Izotopy boru jsou odrůdy atomů (a jader ) chemického prvku bóru , které mají v jádře různý obsah neutronů .
Přírodní bór se skládá ze dvou stabilních izotopů - bor-10 s koncentrací asi 20 at.% a zbytek - bor-11. Poměr těchto dvou izotopů se v různých přírodních zdrojích liší v důsledku přirozených procesů obohacování jedním nebo druhým izotopem. Koncentrace boru-10 a boru-11 zprůměrované přes různé přírodní zdroje boru jsou 19,97 at.% a 80,17 at.%, v tomto pořadí, s odchylkami v rozmezí 18,929–20,386 a 79,614–81,071 at. %, v tomto pořadí.
Všechny ostatní izotopy boru jsou radioaktivní , přičemž nejdelší izotop je bor-8 s poločasem rozpadu 770 ms.
Tabulka izotopů boru
| Nuklidový symbol |
Z ( p ) | N( n ) | Izotopová hmotnost [1] ( a.u.m. ) |
Poločas [ 2] (T 1/2 ) |
Rozpadový kanál | Produkt rozpadu | Spin a parita jádra [2] |
Rozšíření izotopu v přírodě |
Rozsah změn v množství izotopů v přírodě |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Excitační energie | |||||||||
| 7 B |
5 | 2 | 7,029712±(27) | (570 ± (14))⋅10 -24 s [ 801 ± (20) keV ] |
p | 6 Být |
(3/2-) | ||
| osm B |
5 | 3 | 8,0 246 073 ± (11) | 771,9 ± (9) ms | β + , α | čtyři On |
2+ | ||
| 8m B |
10 624 ± (8) keV | 0+ | |||||||
| 9 B |
5 | čtyři | 9,0 133 296 ± (10) | (800 ± (300)) ⋅10-21 s | p | osm Být |
3/2- | ||
| deset B |
5 | 5 | 10 012 936 862 ± (16) | stabilní | 3+ | [ 0,189 , 0,204 ] [3] | |||
| jedenáct B |
5 | 6 | 11 009 305 167 ± (13) | stabilní | 3/2- | [ 0,796 , 0,811 ] [3] | |||
| 11m B |
12 560 ± (9) keV | 1/2+, (3/2+) | |||||||
| 12 B |
5 | 7 | 12,0 143 526 ± (14) | 20,20 ± (2) ms | β − ( 99,40 ± (2) %) | 12 C |
1+ | ||
| β − , α ( 0,60 ± (2) %) | osm Být | ||||||||
| 13 B |
5 | osm | 13,0 177 800 ± (11) | 17,16±(18)ms | β − ( 99,734 ± (36) %) | 13 C |
3/2- | ||
| β − , n ( 0,266 ± (36) %) | 12 C | ||||||||
| čtrnáct B |
5 | 9 | 14,025404±(23) | 12,36±(29)ms | β − ( 93,96 ± (23) %) | čtrnáct C |
2- | ||
| β − , n ( 6,04 ± (23) %) | 13 C | ||||||||
| 14m B |
17 065 ± (29) keV | (4,15 ± (1,90)) ⋅10-21 s | 0+ | ||||||
| patnáct B |
5 | deset | 15,031087±(23) | 10,18±(35)ms | β − , n (> 98,7 ± (1,0) %) | čtrnáct C |
3/2- | ||
| β − (< 1,3 %) | patnáct C | ||||||||
| β − , 2n (< 1,5 %) | 13 C | ||||||||
| 16 B |
5 | jedenáct | 16,039841±(26) | > 4,6⋅10 -21 s | n | patnáct B |
0- | ||
| 17 B |
5 | 12 | 17,04 693 ± (22) | 5,08 ± (5) ms | β − , n ( 63 ± (1) %) | 16 C |
(3/2-) | ||
| β − ( 21,1 ± (2,4) %) | 17 C | ||||||||
| β − , 2n ( 12 ± (2) %) | patnáct C | ||||||||
| β − , 3n ( 3,5 ± (7) %) | čtrnáct C | ||||||||
| β − , 4n ( 0,4 ± (3) %) | 13 C | ||||||||
| osmnáct B |
5 | 13 | 18,05 560±(22) | < 26 ns | n | 17 B |
(2-) | ||
| 19 B |
5 | čtrnáct | 19,06 417 ± (56) | 2,92±(13)ms | β − , n ( 71 ± (9) %) | osmnáct C |
(3/2-) | ||
| β − , 2n ( 17 ± (5) %) | 17 C | ||||||||
| β − , 3n (< 9,1 %) | 16 C | ||||||||
| β − (> 2,9 %) | 19 C | ||||||||
| dvacet B [4] |
5 | patnáct | 20,07 451 ± (59) | > 912,4⋅10 -24 s | n | 19 B |
(1-, 2-) | ||
| 21 B [4] |
5 | 16 | 21,08 415 ± (60) | > 760⋅10 -24 s | 2n | 19 B |
(3/2-) | ||
Vysvětlivky k tabulce
- Množství izotopů je uvedeno pro většinu přírodních vzorků. U jiných zdrojů se hodnoty mohou značně lišit.
- Indexy 'm', 'n', 'p' (vedle symbolu) označují excitované izomerní stavy nuklidu.
- Symboly vytištěné tučně označují stabilní produkty rozkladu. Symboly vyznačené tučnou kurzívou označují produkty radioaktivního rozpadu, které mají poločasy srovnatelné nebo delší než stáří Země, a proto jsou přítomny v přírodní směsi.
- Hodnoty označené křížkem (#) nejsou odvozeny pouze z experimentálních dat, ale jsou (alespoň částečně) odhadnuty ze systematických trendů v sousedních nuklidech (se stejnými poměry Z a N ). Hodnoty rotace nejistoty a/nebo parity jsou uvedeny v závorkách.
- Nejistota je uvedena jako číslo v závorce, vyjádřeno v jednotkách poslední platné číslice, znamená jednu směrodatnou odchylku (s výjimkou množství a standardní atomové hmotnosti izotopu podle dat IUPAC , pro kterou je složitější definice nejistoty použitý). Příklady: 29770,6(5) znamená 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) znamená 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) znamená −2200,2 ± 1,8.
Aplikace
Bor-10 má velmi vysoký průřez záchytu tepelných neutronů , rovný 3837 barn (pro většinu izotopů jiných prvků se tento průřez blíží jednotkám nebo zlomkům stodoly), a když je zachycen neutron, excitovaný bór- vzniká jádro 11 ( 11 B*), které se okamžitě rozpadne na dvě stabilní jádra ( částice alfa a jádro lithia-7), tato jádra se v prostředí velmi rychle zpomalí a nedochází k žádnému pronikavému záření ( záření gama a neutrony), na rozdíl od podobných reakcí záchytu neutronů jinými izotopy:
+ 2,31 MeV .
Proto se 10 V jako součást roztoku kyseliny borité a dalších chemických sloučenin , např. karbidu boru , používá v jaderných reaktorech ke kontrole reaktivity a také k biologické ochraně personálu před tepelnými neutrony . Pro zvýšení účinnosti absorpce neutronů je bor používaný v reaktorech někdy speciálně obohacen o izotop boru-10.
Kromě toho se sloučeniny boru používají v neutronové terapii u některých typů rakoviny mozku , rozsah ionizujících rychlých jader helia-4 a lithia-7 v tělesných tkáních je velmi malý, a proto zdravé tkáně nejsou ovlivněny ionizujícím zářením .
Plynná chemická sloučenina boru BF 3 se používá jako pracovní médium v ionizačních komorách detektorů tepelných neutronů .
V roce 2015 byl v článku publikovaném v časopise Science [ 5] navrženo použít měření poměru izotopů boru ve starých sedimentárních horninách pozdního období permu a začátku období triasu ke stanovení změny kyselosti vody ( pH ) . paleooceánů v těchto epochách, abychom vysvětlili možné příčiny permského masového vymírání , především vodních organismů, pravděpodobně způsobených globálním nárůstem vulkanické činnosti, doprovázeným uvolňováním oxidu uhličitého do atmosféry. Tato metoda stanovení kyselosti starých oceánů je zjevně přesnější než dříve používaná metoda stanovení kyselosti z poměru izotopů vápníku [6] a izotopů uhlíku .
Poznámky
- ↑ Data založená na Meng Wang , Huang WJ , Kondev FG , Audi G. , Naimi S. Hodnocení atomové hmotnosti Ame2020 (II). Tabulky, grafy a odkazy (anglicky) // Chinese Physics C. - 2021. - Vol. 43 , iss. 3 . - S. 030003-1-030003-512 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
- ↑ 1 2 Údaje uvedené po Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Hodnocení jaderných vlastností Nubase2020 // Chinese Physics C . - 2021. - Sv. 45 , iss. 3 . - S. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
- ↑ 12 Atomová hmotnost boru . CIAAW .
- ↑ 1 2 Leblond, S.; a kol. (2018). „První pozorování 20 B a 21 B“. Fyzické kontrolní dopisy . 121 (26): 262502–1–262502–6. arXiv : 1901.00455 . DOI : 10.1103/PhysRevLett.121.262502 . PMID 30636115 .
- ↑ Clarkson, MO a kol. (2015) Science 348, 229-232.
- ↑ Witze, Alexandra (2015) Kyselé oceány spojené s největším vymíráním vůbec; Horniny z doby před 252 miliony let naznačují, že oxid uhličitý ze sopek způsobil smrt mořské vody. Journal Nature; Zveřejnění novinek 09. dubna 2015
| izotopy | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||