Isotop samarium

Isotop utama samarium
Berat atom standar Ar°(Sm)	150,36±0,02; 150,36±0,02 (diringkas);
	lihat; bicara; sunting;

Samarium (₆₂Sm) yang terbentuk secara alami terdiri dari lima isotop stabil, ¹⁴⁴Sm, ¹⁴⁹Sm, ¹⁵⁰Sm, ¹⁵²Sm dan ¹⁵⁴Sm, serta dua radioisotop yang berumur sangat panjang, ¹⁴⁷Sm (waktu paruh: 1,06×10¹¹ tahun) dan ¹⁴⁸Sm (7×10¹⁵ tahun), dengan ¹⁵²Sm menjadi yang paling melimpah (26,75% kelimpahan alami). ¹⁴⁶Sm juga berumur cukup panjang (6,8×10⁷ tahun), tetapi tidak cukup panjang untuk bertahan dalam jumlah yang signifikan dari pembentukan Tata Surya di Bumi, meskipun tetap berguna dalam penanggalan radiometrik di Tata Surya sebagai radionuklida punah.^[2]^[3]

Selain isotop alami, radioisotop berumur paling panjang adalah ¹⁵¹Sm, yang memiliki waktu paruh 88,8 tahun,^[4] dan ¹⁴⁵Sm, yang memiliki waktu paruh 340 hari. Semua radioisotop yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari dua hari, dan sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 48 detik. Unsur ini juga memiliki dua belas isomer yang diketahui dengan yang paling stabil adalah ^141mSm (t_1/2 22,6 menit), ^143m1Sm (t_1/2 66 detik) dan ^139mSm (t_1/2 10,7 detik).

Isotop yang berumur panjang, ¹⁴⁶Sm, ¹⁴⁷Sm, dan ¹⁴⁸Sm, meluruh terutama melalui peluruhan alfa menjadi isotop neodimium. Isotop samarium yang lebih ringan dan tidak stabil meluruh terutama dengan menangkap elektron menjadi isotop prometium, sedangkan yang lebih berat meluruh melalui peluruhan beta menjadi isotop europium.

Samarium merupakan unsur paling ringan yang seluruh isotop stabilnya stabil secara pengamatan, artinya diperkirakan bersifat radioaktif dan meluruh, tetapi peluruhan sebenarnya belum teramati. Jika seluruh isotop stabil samarium ditemukan menjadi radioaktif, maka samarium akan menjadi unsur tanpa isotop stabil paling ringan ketiga, setelah teknesium (Z = 43) dan prometium (Z = 61).

Isotop samarium digunakan dalam penanggalan samarium–neodimium untuk menentukan hubungan usia batuan dan meteorit.

¹⁵¹Sm adalah sebuah produk fisi berumur menengah dan bertindak sebagai racun neutron dalam siklus bahan bakar nuklir. Produk fisi yang stabil, ¹⁴⁹Sm, juga merupakan racun neutron.

Daftar isotop

Nuklida ^{[n 1]}	Z	N	Massa isotop (Da) ^{[n 2]}^{[n 3]}	Waktu paruh ^{[n 4]}^{[n 5]}	Mode peluruhan ^{[n 6]}	Isotop anak ^{[n 7]}^{[n 8]}	Spin dan paritas ^{[n 9]}^{[n 5]}	Kelimpahan alami (fraksi mol)
Nuklida ^{[n 1]}	Energi eksitasi^{[n 5]}			Waktu paruh ^{[n 4]}^{[n 5]}	Mode peluruhan ^{[n 6]}	Isotop anak ^{[n 7]}^{[n 8]}	Spin dan paritas ^{[n 9]}^{[n 5]}	Proporsi normal	Rentang variasi
¹²⁸Sm	62	66	127,95808(54)#	0,5# dtk			0+
¹²⁹Sm	62	67	128,95464(54)#	550(100) mdtk			5/2+#
¹³⁰Sm	62	68	129,94892(43)#	1# dtk	β⁺	¹³⁰Pm	0+
¹³¹Sm	62	69	130,94611(32)#	1,2(2) dtk	β⁺	¹³¹Pm	5/2+#
¹³¹Sm	62	69	130,94611(32)#	1,2(2) dtk	β⁺, p (langka)	¹³⁰Nd	5/2+#
¹³²Sm	62	70	131,94069(32)#	4,0(3) dtk	β⁺	¹³²Pm	0+
¹³²Sm	62	70	131,94069(32)#	4,0(3) dtk	β⁺, p	¹³¹Nd	0+
¹³³Sm	62	71	132,93867(21)#	2,90(17) dtk	β⁺	¹³³Pm	(5/2+)
¹³³Sm	62	71	132,93867(21)#	2,90(17) dtk	β⁺, p	¹³²Nd	(5/2+)
¹³⁴Sm	62	72	133,93397(21)#	10(1) dtk	β⁺	¹³⁴Pm	0+
¹³⁵Sm	62	73	134,93252(17)	10,3(5) dtk	β⁺ (99,98%)	¹³⁵Pm	(7/2+)
¹³⁵Sm	62	73	134,93252(17)	10,3(5) dtk	β⁺, p (0,02%)	¹³⁴Nd	(7/2+)
^135mSm	0(300)# keV			2,4(9) dtk	β⁺	¹³⁵Pm	(3/2+, 5/2+)
¹³⁶Sm	62	74	135,928276(13)	47(2) dtk	β⁺	¹³⁶Pm	0+
^136mSm	22647(11) keV			15(1) μdtk			(8−)
¹³⁷Sm	62	75	136,92697(5)	45(1) dtk	β⁺	¹³⁷Pm	(9/2−)
^137mSm	180(50)# keV			20# dtk	β⁺	¹³⁷Pm	1/2+#
¹³⁸Sm	62	76	137,923244(13)	3,1(2) mnt	β⁺	¹³⁸Pm	0+
¹³⁹Sm	62	77	138,922297(12)	2,57(10) mnt	β⁺	¹³⁹Pm	1/2+
^139mSm	457,40(22) keV			10,7(6) dtk	IT (93,7%)	¹³⁹Sm	11/2−
^139mSm	457,40(22) keV			10,7(6) dtk	β⁺ (6,3%)	¹³⁹Pm	11/2−
¹⁴⁰Sm	62	78	139,918995(13)	14,82(12) mnt	β⁺	¹⁴⁰Pm	0+
¹⁴¹Sm	62	79	140,918476(9)	10,2(2) mnt	β⁺	¹⁴¹Pm	1/2+
^141mSm	176,0(3) keV			22,6(2) mnt	β⁺ (99,69%)	¹⁴¹Pm	11/2−
^141mSm	176,0(3) keV			22,6(2) mnt	IT (0,31%)	¹⁴¹Sm	11/2−
¹⁴²Sm	62	80	141,915198(6)	72,49(5) mnt	β⁺	¹⁴²Pm	0+
¹⁴³Sm	62	81	142,914628(4)	8,75(8) mnt	β⁺	¹⁴³Pm	3/2+
^143m1Sm	753,99(16) keV			66(2) dtk	IT (99,76%)	¹⁴³Sm	11/2−
^143m1Sm	753,99(16) keV			66(2) dtk	β⁺ (0,24%)	¹⁴³Pm	11/2−
^143m2Sm	27938(13) keV			30(3) mdtk			23/2(−)
¹⁴⁴Sm	62	82	143,911999(3)	Stabil Secara Pengamatan^{[n 10]}^[5]			0+	0,0307(7)
^144mSm	2323,60(8) keV			880(25) ndtk			6+
¹⁴⁵Sm	62	83	144,913410(3)	340(3) hri	EC	¹⁴⁵Pm	7/2−
^145mSm	8786,2(7) keV			990(170) ndtk [0,96(+19−15) μdtk]			(49/2+)
¹⁴⁶Sm	62	84	145,913041(4)	6,8(7)×10⁷ thn	α	¹⁴²Nd	0+	Renik
¹⁴⁷Sm^{[n 11]}^{[n 12]}^{[n 13]}	62	85	146,9148979(26)	1,06(2)×10¹¹ thn	α	¹⁴³Nd	7/2−	0,1499(18)
¹⁴⁸Sm^{[n 11]}	62	86	147,9148227(26)	7(3)×10¹⁵ thn	α	¹⁴⁴Nd	0+	0,1124(10)
¹⁴⁹Sm^{[n 12]}^{[n 14]}	62	87	148.9171847(26)	Stabil Secara Pengamatan^{[n 15]}^[5]^[6]			7/2−	0,1382(7)
¹⁵⁰Sm	62	88	149,9172755(26)	Stabil Secara Pengamatan^{[n 16]}^[6]			0+	0,0738(1)
¹⁵¹Sm^{[n 12]}^{[n 14]}	62	89	150,9199324(26)	88,8(24) thn	β⁻	¹⁵¹Eu	5/2−
^151mSm	261,13(4) keV			1,4(1) μdtk			(11/2)−
¹⁵²Sm^{[n 12]}	62	90	151,9197324(27)	Stabil Secara Pengamatan^{[n 17]}^[6]			0+	0,2675(16)
¹⁵³Sm^{[n 12]}	62	91	152,9220974(27)	46,284(4) jam	β⁻	¹⁵³Eu	3/2+
^153mSm	98,37(10) keV			10,6(3) mdtk	IT	¹⁵³Sm	11/2−
¹⁵⁴Sm^{[n 12]}	62	92	153,9222093(27)	Stabil Secara Pengamatan^{[n 18]}^[5]			0+	0,2275(29)
¹⁵⁵Sm	62	93	154,9246402(28)	22,3(2) mnt	β⁻	¹⁵⁵Eu	3/2−
¹⁵⁶Sm	62	94	155,925528(10)	9,4(2) jam	β⁻	¹⁵⁶Eu	0+
^156mSm	1397,55(9) keV			185(7) ndtk			5−
¹⁵⁷Sm	62	95	156,92836(5)	8,03(7) mnt	β⁻	¹⁵⁷Eu	(3/2−)
¹⁵⁸Sm	62	96	157,92999(8)	5,30(3) mnt	β⁻	¹⁵⁸Eu	0+
¹⁵⁹Sm	62	97	158,93321(11)	11,37(15) dtk	β⁻	¹⁵⁹Eu	5/2−
¹⁶⁰Sm	62	98	159,93514(21)#	9,6(3) dtk	β⁻	¹⁶⁰Eu	0+
¹⁶¹Sm	62	99	160,93883(32)#	4,8(8) dtk	β⁻	¹⁶¹Eu	7/2+#
¹⁶²Sm	62	100	161,94122(54)#	2,4(5) dtk	β⁻	¹⁶²Eu	0+
¹⁶³Sm	62	101	162,94536(75)#	1# dtk	β⁻	¹⁶³Eu	1/2−#
¹⁶⁴Sm	62	102	163,94828(86)#	500# mdtk	β⁻	¹⁶⁴Eu	0+
¹⁶⁵Sm	62	103	164,95298(97)#	200# mdtk	β⁻	¹⁶⁵Eu	5/2−#
Header & footer tabel ini: view

^ ^mSm – Isomer nuklir tereksitasi.
^ ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
^ # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
^ Waktu paruh tebal – hampir stabil, waktu paruh lebih lama dari umur alam semesta.
^ ^a ^b ^c # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
^ Mode peluruhan:

IT: Transisi isomerik

p: Emisi proton
^ Simbol miring tebal sebagai anak – Produk anak hampir stabil.
^ Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
^ ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
^ Diyakini mengalami peluruhan β⁺β⁺ menjadi ¹⁴⁴Nd
^ ^a ^b Radionuklida primordial
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Produk fisi
^ Digunakan dalam penanggalan samarium–neodimium
^ ^a ^b Racun neutron dalam reaktor
^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁴⁵Nd dengan waktu paruh lebih dari 2×10¹⁵ tahun
^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁴⁶Nd
^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁴⁸Nd
^ Diyakini mengalami peluruhan β⁻β⁻ menjadi ¹⁵⁴Gd dengan waktu paruh lebih dari 2,3×10¹⁸ tahun

Samarium-149

Samarium-149 (¹⁴⁹Sm) adalah sebuah isotop samarium yang stabil secara pengamatan (diprediksi akan meluruh, tetapi tidak ada peluruhan yang pernah teramati, memberinya waktu paruh setidaknya beberapa kali lipat lebih lama daripada usia alam semesta), dan sebuah produk fisi (hasil 1,0888%), yang juga merupakan racun nuklir penyerap neutron dengan efek yang signifikan pada operasi reaktor nuklir, kedua setelah ¹³⁵Xe. Penampang neutronnya adalah 40140 barn untuk neutron termal.

Konsentrasi kesetimbangan (dan efek pengracunan) mencapai nilai kesetimbangan dalam waktu sekitar 500 jam (sekitar 20 hari) operasi reaktor, dan karena ¹⁴⁹Sm itu stabil, konsentrasi pada dasarnya tetap konstan selama operasi reaktor lebih lanjut. Ia kontras dengan ¹³⁵Xe, yang terakumulasi dari peluruhan beta ¹³⁵I (sebuah produk fisi berumur pendek) dan memiliki penampang neutron yang tinggi, tetapi ia sendiri meluruh dengan waktu paruh 9,2 jam (jadi tidak tetap dalam konsentrasi konstan lama setelah reaktor dimatikan), menyebabkan apa yang disebut biji xenon.

Samarium-151

Produk fisi berumur menengah
	t_½ (tahun)	Hasil (%)	Q (keV)	βγ
¹⁵⁵Eu	4,76	0,0803	252	βγ
⁸⁵Kr	10,76	0,2180	687	βγ
^113mCd	14,1	0,0008	316	β
⁹⁰Sr	28,9	4,505	2826	β
¹³⁷Cs	30,23	6,337	1176	βγ
^121mSn	43,9	0,00005	390	βγ
¹⁵¹Sm	88,8	0,5314	77	β

Hasil, % per fisi^[7]
	Termal	Cepat	14 MeV
²³²Th	tidak fisil	0,399 ± 0,065	0,165 ± 0,035
²³³U	0,333 ± 0,017	0,312 ± 0,014	0,49 ± 0,11
²³⁵U	0,4204 ± 0,0071	0,431 ± 0,015	0,388 ± 0,061
²³⁸U	tidak fisil	0,810 ± 0,012	0,800 ± 0,057
²³⁹Pu	0,776 ± 0,018	0,797 ± 0,037	?
²⁴¹Pu	0,86 ± 0,24	0,910 ± 0,025	?

Samarium-151 (¹⁵¹Sm) memiliki waktu paruh 88,8 tahun, mengalami peluruhan beta berenergi rendah, dan memiliki hasil produk fisi sebesar 0,4203% untuk neutron termal dan ²³⁵U, sekitar 39% dari hasil ¹⁴⁹Sm. Hasilnya agak lebih tinggi untuk ²³⁹Pu.

Penampang serapan neutronnya untuk neutron termal tergolong tinggi di angka 15200 barn, sekitar 38% dari penampang serapan ¹⁴⁹Sm atau sekitar 20 kali dari ²³⁵U. Karena rasio antara produksi dan tingkat penyerapan ¹⁵¹Sm dan ¹⁴⁹Sm hampir sama, kedua isotop ini harus mencapai konsentrasi kesetimbangan yang sama pula. Karena ¹⁴⁹Sm mencapai kesetimbangan dalam waktu sekitar 500 jam (20 hari), ¹⁵¹Sm akan mencapai kesetimbangan dalam waktu sekitar 50 hari.

Karena bahan bakar nuklir digunakan selama beberapa tahun (pembakaran) dalam pembangkit listrik tenaga nuklir, jumlah akhir dari ¹⁵¹Sm dalam bahan bakar nuklir bekas saat pelepasan hanya sebagian kecil dari total ¹⁵¹Sm yang dihasilkan selama penggunaan bahan bakar. Menurut sebuah penelitian, fraksi massa ¹⁵¹Sm dalam bahan bakar bekas adalah sekitar 0,0025 untuk pemuatan berat bahan bakar MOX dan sekitar setengahnya untuk bahan bakar uranium, yang kira-kira dua kali lipat lebih kecil dari fraksi massa sekitar 0,15 untuk bahan bakar sebuah produk fisi berumur menengah, ¹³⁷Cs.^[8] Energi peluruhan ¹⁵¹Sm juga sekitar satu urutan besaran lebih kurang dari ¹³⁷Cs. Hasil yang rendah, tingkat sintasan yang rendah, dan energi peluruhan yang rendah berarti bahwa ¹⁵¹Sm memiliki dampak limbah nuklir yang tidak signifikan bila dibandingkan dengan dua produk fisi berumur menengah utama, ¹³⁷Cs dan ⁹⁰Sr.^[9]

Samarium-153

Samarium-153 (¹⁵³Sm) memiliki waktu paruh 46,3 jam, mengalami peluruhan β⁻ menjadi ¹⁵³Eu. Sebagai komponen dari samarium leksidronam, ia digunakan dalam paliatif kanker tulang.^[10] Ia diperlakukan oleh tubuh dengan cara yang mirip dengan kalsium, dan secara selektif melokalisasi ke dalam tulang.

Referensi

^ Meija, J.; Coplen, T. B. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
^ Samir Maji; et al. (2006). "Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis". Analyst. 131 (12): 1332–1334. Bibcode:2006Ana...131.1332M. doi:10.1039/b608157f. PMID 17124541.
^ Kinoshita, N.; Paul, M.; Kashiv, Y.; Collon, P.; Deibel, C. M.; DiGiovine, B.; Greene, J. P.; Henderson, D. J.; Jiang, C. L.; Marley, S. T.; Nakanishi, T.; Pardo, R. C.; Rehm, K. E.; Robertson, D.; Scott, R.; Schmitt, C.; Tang, X. D.; Vondrasek, R.; Yokoyama, A. (30 March 2012). "A Shorter 146Sm Half-Life Measured and Implications for 146Sm-142Nd Chronology in the Solar System". Science (dalam bahasa Inggris). 335 (6076): 1614–1617. arXiv:1109.4805. Bibcode:2012Sci...335.1614K. doi:10.1126/science.1215510. ISSN 0036-8075. PMID 22461609.
^ He, M.; Shen, H.; Shi, G.; Yin, X.; Tian, W.; Jiang, S. (2009). "Half-life of ¹⁵¹Sm remeasured". Physical Review C. 80 (6). Bibcode:2009PhRvC..80f4305H. doi:10.1103/PhysRevC.80.064305.
^ ^a ^b ^c Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
^ ^a ^b ^c Belli, P.; Bernabei, R.; Danevich, F. A.; Incicchitti, A.; Tretyak, V. I. (2019). "Experimental searches for rare alpha and beta decays". European Physical Journal A. 55 (140): 4–6. arXiv:1908.11458. doi:10.1140/epja/i2019-12823-2.
^ https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Cumulative Fission Yields, IAEA
^ Christophe Demazière. "Reactor Physics Calculations on MOX Fuel in Boiling Water Reactors (BWRs)" (PDF). OECD Nuclear Energy Agency. Gambar 2, halaman 6
^ ANL factsheet
^ Ballantyne, Jane C; Fishman, Scott M; Rathmell, James P. (1 Oktober 2009). Bonica's Management of Pain. Lippincott Williams & Wilkins. hlm. 655–. ISBN 978-0-7817-6827-6. Diakses tanggal 9 Juli 2022.