Izotopy hafnia jsou odrůdy chemického prvku hafnia , které mají v jádřerůzný počet neutronů . Známé izotopy hafnia s hmotnostními čísly od 153 do 188 (počet protonů 72, neutronů od 81 do 116) a 26 jaderných izomerů .
Přírodní hafnium se skládá ze směsi 6 izotopů. Pět z nich je stabilních:
Další přirozený izotop má obrovský poločas rozpadu , mnohem delší než věk vesmíru :
Nejdéle žijící umělý radioizotop je 182 Hf s poločasem rozpadu 8,9 milionu let.
V roce 1998 přitáhl pozornost vědců 178m2 Hf izomer . Jeho rysem byla významná energie excitovaného stavu (2,446 MeV na jádro nebo 1,3 GJ na 1 gram) s dlouhým poločasem rozpadu (31 let). [1] [2] Při izomerním přechodu se uvolnila energie ve formě gama záření, konečný izotop je stabilní.
V roce 1998 skupina výzkumníků vedená Carlem Collinsem oznámila, že našli způsob, jak vynutit rozpad izomeru. Podle skupiny bylo možné dosáhnout určitého zvýšení přirozené rychlosti rozpadu ozářením látky rentgenovými paprsky určitého spektra. V roce 2003 financovala agentura pro obranný výzkum DARPA další výzkum, který vyvolal veřejné pobouření a fámy o takzvané „hafniové bombě“ – zařízení, které provádí lavinový izomerní přechod ve značné hmotě izomeru a uvolňuje energie srovnatelné s energie výbuchu tradičních chemických výbušnin.
Nicméně ve vědeckém světě byli skeptičtí nejen k vyhlídce na vybudování takových zařízení, ale také k samotné možnosti umělé stimulace izomerního přechodu, kritizovali Collinsovu práci. Kromě pochybností o spolehlivosti experimentů upozorňovali také na obrovské potíže při získávání izomeru v množství nutném pro stavbu praktických zbraní. Důvodem obtíží jsou extrémně nízké pravděpodobnosti všech známých reakcí syntézy izomeru, které neumožňují získat izomer na známém zařízení v požadovaném množství.
Nuklidový symbol |
Z ( p ) | N( n ) | Izotopová hmotnost [3] ( a.u.m. ) |
Poločas [ 4] (T 1/2 ) |
Rozpadový kanál | Produkt rozpadu | Spin a parita jádra [4] |
Rozšíření izotopu v přírodě |
Rozsah změn v množství izotopů v přírodě |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Excitační energie | |||||||||
153 Hf | 72 | 81 | 152,97069(54)# | 400# ms [>200 ns] | 1/2+# | ||||
153 m Hf | 750(100)# keV | 500 # ms | 11/2−# | ||||||
154 hf | 72 | 82 | 153,96486(54)# | 2(1) s | β + | 154 Lu | 0+ | ||
α (vzácné) | 150 Yb | ||||||||
155 hf | 72 | 83 | 154,96339(43)# | 890 (120) ms | β + | 155 Lu | 7/2−# | ||
α (vzácné) | 151 Yb | ||||||||
156 hf | 72 | 84 | 155,95936(22) | 23(1) ms | α (97 %) | 152 Yb | 0+ | ||
β + (3 %) | 156 Lu | ||||||||
156 m Hf | 1959,0(10) keV | 480(40) us | 8+ | ||||||
157 Hf | 72 | 85 | 156,95840(21)# | 115(1) ms | α (86 %) | 153 Yb | 7/2- | ||
β + (14 %) | 157 Lu | ||||||||
158 hf | 72 | 86 | 157,954799(19) | 2,84(7) s | β + (55 %) | 158 Lu | 0+ | ||
α (45 %) | 154 Yb | ||||||||
159 Hf | 72 | 87 | 158,953995(18) | 5,20(10) s | β + (59 %) | 159 Lu | 7/2−# | ||
α (41 %) | 155 Yb | ||||||||
160 hf | 72 | 88 | 159,950684(12) | 13,6(2) s | β + (99,3 %) | 160 Lu | 0+ | ||
α (0,7 %) | 156 Yb | ||||||||
161 Hf | 72 | 89 | 160,950275(24) | 18,2(5) s | β + (99,7 %) | 161 Lu | 3/2−# | ||
α (0,3 %) | 157 Yb | ||||||||
162 hf | 72 | 90 | 161,94721(1) | 39,4(9) s | β + (99,99 %) | 162 Lu | 0+ | ||
α (0,008 %) | 158 Yb | ||||||||
163 Hf | 72 | 91 | 162,94709(3) | 40,0 (6) s | β + | 163 Lu | 3/2−# | ||
α (10 −4 %) | 159 Yb | ||||||||
164 hf | 72 | 92 | 163,944367(22) | 111(8) s | β + | 164 Lu | 0+ | ||
165 hf | 72 | 93 | 164,94457(3) | 76(4) s | β + | 165 Lu | (5/2-) | ||
166 hf | 72 | 94 | 165,94218(3) | 6,77 (30) min | β + | 166 Lu | 0+ | ||
167 hf | 72 | 95 | 166,94260(3) | 2,05(5) min | β + | 167 Lu | (5/2) | ||
168 hf | 72 | 96 | 167,94057(3) | 25,95 (20) min | β + | 168 Lu | 0+ | ||
169 hf | 72 | 97 | 168,94126(3) | 3,24(4) min | β + | 169 Lu | (5/2) | ||
170 hf | 72 | 98 | 169,93961(3) | 16.01 (13) h | EZ | 170 Lu | 0+ | ||
171 Hf | 72 | 99 | 170,94049(3) | 12,1(4) h | β + | 171 Lu | 7/2 (+) | ||
171 m Hf | 21,93(9) keV | 29,5(9) s | IP | 171 Hf | 1/2 (-) | ||||
172 Hf | 72 | 100 | 171,939448(26) | 1,87(3) let | EZ | 172 Lu | 0+ | ||
172 m Hf | 2005,58(11) keV | 163(3) ns | (8-) | ||||||
173 Hf | 72 | 101 | 172,94051(3) | 23,6(1) h | β + | 173 Lu | 1/2- | ||
174 Hf | 72 | 102 | 173,940046(3) | 2.0(4)⋅10 15 let | α | 170 Yb | 0+ | 0,0016(1) | 0,001619–0,001621 |
174 m1 Hf | 1549,3 keV | 138(4) ns | (6+) | ||||||
174 m2 Hf | 1797,5(20) keV | 2,39(4) us | (8-) | ||||||
174 m3 Hf | 3311,7 keV | 3,7(2) us | (14+) | ||||||
175 hf | 72 | 103 | 174,941509(3) | 70 (2) dnů | β + | 175 Lu | 5/2- | ||
176 hf | 72 | 104 | 175,9414086(24) | stabilní [n 1] | 0+ | 0,0526(7) | 0,05206–0,05271 | ||
177 Hf | 72 | 105 | 176,9432207(23) | stabilní (>1,3⋅10 18 let) [n 2] [5] | 7/2- | 0,1860(9) | 0,18593–0,18606 | ||
177 m1 Hf | 1315,4504(8) keV | 1,09(5) s | 23/2+ | ||||||
177 m2 Hf | 1342,38(20) keV | 55,9(12) us | (19/2-) | ||||||
177 m3 Hf | 2740,02(15) keV | 51,4(5) min | 37/2− | ||||||
178 hf | 72 | 106 | 177,9436988(23) | stabilní [n 3] | 0+ | 0,2728(7) | 0,27278–0,27297 | ||
178 m1 Hf | 1147,423(5) keV | 4,0(2) s | 8- | ||||||
178 m2 Hf | 2445,69(11) keV | 31(1) let | 16+ | ||||||
178 m3 Hf | 2573,5(5) keV | 68(2) us | (14-) | ||||||
179 Hf | 72 | 107 | 178,9458161(23) | stabilní [n 4] | 9/2+ | 0,1362(2) | 0,13619–0,1363 | ||
179 m1 Hf | 375,0367(25) keV | 18,67(4) s | 1/2- | ||||||
179 m2 Hf | 1105,84(19) keV | 25.05 (25) dnů | 25/2- | ||||||
180 hf | 72 | 108 | 179,9465500(23) | stabilní [n 5] | 0+ | 0,3508(16) | 0,35076–0,351 | ||
180 m1 Hf | 1141,48(4) keV | 5,47(4) h | 8- | ||||||
180 m2 vf | 1374,15(4) keV | 0,57(2) us | (4-) | ||||||
180 m3 Hf | 2425,8(10) keV | 15(5) us | (10+) | ||||||
180 m4 vf | 2486,3(9) keV | 10(1) us | 12+ | ||||||
180 m5 vf | 2538,3(12) keV | >10 us | (14+) | ||||||
180 m6 Hf | 3599,3(18) keV | 90(10) us | (18-) | ||||||
181 Hf | 72 | 109 | 180,9491012(23) | 42,39 (6) dnů | β - | 181 Ta | 1/2- | ||
181 m1 Hf | 595(3) keV | 80(5) us | (9/2+) | ||||||
181 m2 Hf | 1040(10) keV | ~100 µs | (17/2+) | ||||||
181 m3 Hf | 1738(10) keV | 1,5(5) ms | (27/2-) | ||||||
182 Hf | 72 | 110 | 181,950554(7) | 8,90(9)⋅10 6 let | β - | 182 Ta | 0+ | ||
182 m Hf | 1172,88(18) keV | 61,5(15) min | β − (58 %) | 182 Ta | 8- | ||||
IP (42 %) | 182 Hf | ||||||||
183 Hf | 72 | 111 | 182,95353(3) | 1,067(17) h | β - | 183 Ta | (3/2-) | ||
184 hf | 72 | 112 | 183,95545(4) | 4.12(5) h | β - | 184 Ta | 0+ | ||
184 m Hf | 1272,4(4) keV | 48(10) s | β - | 184 Ta | 8- | ||||
185 hf | 72 | 113 | 184,95882(21)# | 3,5(6) min | β - | 185 Ta | 3/2−# | ||
186 hf | 72 | 114 | 185,96089(32)# | 2,6(12) min | β - | 186 Ta | 0+ | ||
187 hf | 72 | 115 | 186,96459(43)# | 30# s [>300 ns] | |||||
188 hf | 72 | 116 | 187,96685(54)# | 20# s [>300 ns] | 0+ |
izotopy | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|