Изотопы эрбия

Изото́пы эрбия — разновидности химического элемента эрбия с разным количеством нейтронов в ядре. Известны изотопы эрбия с массовыми числами от 142 до 180 (количество протонов в ядре эрбия всегда 68, нейтронов от 74 до 112) и несколько ядерных изомеров.

Природный эрбий состоит из шести стабильных изотопов.

  • 162Er (изотопная распространённость 0,139 %)
  • 164Er (изотопная распространённость 1,601 %)
  • 166Er (изотопная распространённость 33,503 %)
  • 167Er (изотопная распространённость 22,869 %)
  • 168Er (изотопная распространённость 26,978 %)
  • 170Er (изотопная распространённость 14,910 %)

Самым долгоживущим радиоактивным изотопом эрбия является 169Er с периодом полураспада 9,4 суток.

Эрбий-167

Эрбий-167 нашел применение в качестве резонансного поглотителя нейтронов в ядерном топливе реакторов РБМК[1]. Наличие резонанса поглощения нейтронов в тепловой области позволило улучшить нейтронно-физические характеристики этого типа реакторов после чернобыльской катастрофы путем добавления природного эрбия в состав ядерного топлива.

Таблица изотопов эрбия

Символ
нуклида 		Z(p) N(n) Масса изотопа[2]
(а, е, м,) 		Период
полураспада[3]
(T1/2) 		Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[3] 		Распространённость
изотопа в природе 		Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
142Er 68 74 141,97002(54)# 10# мкс p 141Ho 0+
143Er 68 75 142,96655(43)# 200# мс β+ 143Ho 9/2−#
β+, p 142Dy
144Er 68 76 143,96070(21)# 400# мс [>200 нс] β+ 144Ho 0+
145Er 68 77 144,95787(22)# 900(200) мс β+ 145Ho 1/2+#
β+, p (редко) 144Dy
145mEr 205(4)# кэВ 1,0(3) с β+ 145Ho (11/2-)
ИП (редко) 145Er
β+, p (редко) 144Dy
146Er 68 78 145,952418(7) 1,7(6) с β+ 146Ho 0+
β+, p (редко) 145Dy
147Er 68 79 146,94996(4)# 3,2(1,2) с β+ 147Ho (1/2+)
β+, p (редко) 146Dy
147mEr 100(50)# кэВ 1,6(2) с β+ 147Ho (11/2−)
β+, p (редко) 146Dy
148Er 68 80 147,944735(11)# 4,6(2) с β+ (99,85%) 148Ho 0+
β+, p (0,15%) 147Dy
148mEr 2,9132(4) МэВ 13(3) мкс ИП 148Er (10+)
149Er 68 81 148,94231(3) 4(2) с β+ (92,8%) 149Ho (1/2+)
β+, p (7,2%) 148Dy
149m1Er 741,8(2) кэВ 8,9(2) с β+ (96,5%) 149Ho (11/2−)
ИП (3,5%) 149Er
β+, p (0,18%) 148Dy
149m2Er 2,6111(3) МэВ 0,61(8) мкс ИП 149Er (19/2+)
149m3Er 3,302(7) МэВ 4,8(1) мкс ИП 149Er (27/2−)
150Er 68 82 149,937916(18) 18,5(7) с β+ 150Ho 0+
150mEr 2,7965(5) МэВ 2,55(10) мкс ИП 150Er 10+
151Er 68 83 150,937449(18) 23,5(20) с β+ 151Ho (7/2−)
151m1Er 2,5860(5) МэВ 580(20) мс ИП (95,3%) 151Er (27/2−)
β+ (4,7%) 151Ho
151m2Er 10,2866(10) МэВ 0,42(5) мкс ИП 151Er (65/2-, 61/2+)
152Er 68 84 151,935050(9) 10,3(1) с α (90%) 148Dy 0+
β+ (10%) 152Ho
153Er 68 85 152,935086(10) 37,1(2) с α (53%) 149Dy 7/2(−)
β+ (47%) 153Ho
153m1Er 2,7982(10) МэВ 373(9) нс ИП 153Er (27/2-)
153m2Er 5,2481(10) МэВ 248(32) нс ИП 153Er (41/2-)
154Er 68 86 153,932791(5) 3,73(9) мин β+ (99,53%) 154Ho 0+
α (0,47%) 150Dy
155Er 68 87 154,933216(7) 5,3(3) мин β+ (99,978%) 155Ho 7/2−
α (0,022%) 151Dy
156Er 68 88 155,931066(26) 19,5(10) мин β+ 156Ho 0+
α (1,2⋅10-5%) 152Dy
157Er 68 89 156,931923(28) 18,65(10) мин β+ 157Ho 3/2−
157mEr 155,4(3) кэВ 76(6) мс ИП 157Er (9/2+)
158Er 68 90 157,929893(27) 2,29(6) ч ЭЗ 158Ho 0+
159Er 68 91 158,930691(4) 36(1) мин β+ 159Ho 3/2−
159m1Er 182,602(24) кэВ 337(14) нс ИП 159Er 9/2+
159m2Er 429,05(3) кэВ 590(60) нс ИП 159Er 11/2−
160Er 68 92 159,929077(26) 28,58(9) ч ЭЗ 160Ho 0+
161Er 68 93 160,930004(9) 3,21(3) ч β+ 161Ho 3/2−
161mEr 396,44(4) кэВ 7,5(7) мкс ИП 161Er 11/2−
162Er 68 94 161, 9287873(8) стабилен(>1,4⋅1014 лет)[n 1] 0+ 0,00139(5)
162mEr 2,02601(13) МэВ 88(16) нс ИП 162Er (7-)
163Er 68 95 162,930040(5) 75,0(4) мин β+ 163Ho 5/2−
163mEr 445,5(6) кэВ 580(100) нс ИП 163Er (11/2−)
164Er 68 96 163,9292077(8) стабилен[n 2] 0+ 0,01601(3)
165Er 68 97 164,9307335(10) 10,36(4) ч ЭЗ 165Ho 5/2−
165m1Er 551,3(6) кэВ 250(30)ns ИП 165Er 11/2-
165m2Er 1,8230(6) МэВ 370(40)ns ИП 165Er (19/2)
166Er 68 98 165,9303011(4) стабилен 0+ 0,33503(36)
167Er 68 99 166,9320562(3) стабилен 7/2+ 0,22869(9)
167mEr 207,801(5) кэВ 2,269(6) с ИП 167Er 1/2−
168Er 68 100 167,93237828(28) стабилен 0+ 0,26978(18)
168mEr 1,0940383(16) МэВ 109,0(7) нс ИП 168Er 4-
169Er 68 101 168,9345984(3) 9,392(18) сут β− 169Tm 1/2−
169m1Er 92,05(10) кэВ 285(20) нс ИП 169Er (5/2-)
169m2Er 243,69(17) кэВ 200(10) нс ИП 169Er 7/2+
170Er 68 102 169,9354719(15) стабилен(>4,1⋅1017 лет)[n 3] 0+ 0,14910(36)
171Er 68 103 170,93803746(15) 7,516(2) ч β− 171Tm 5/2−
171mEr 198,61(9) кэВ| 210(10) нс ИП 171Er 1/2−
172Er 68 104 171, 939363(4) 49,3(5) ч β− 172Tm 0+
172mEr 1,5009(3) МэВ 579(62) нс ИП 172Er (6+)
173Er 68 105 172,94240(21)# 1,434(17) мин β− 173Tm (7/2−)
174Er 68 106 173,94423(32)# 3,2(2) мин β− 174Tm 0+
174mEr 1,1115(7) МэВ 3,9(3) с ИП 174Er 8-
175Er 68 107 174,94777(43)# 1,2(3) мин β− 175Tm 9/2+#
176Er 68 108 175,94994(43)# 12# с (>300 нс) β− 176Tm 0+
177Er 68 109 176,95399(54)# 8# с (>300 нс) β− 177Tm 1/2−#
178Er 68 110 177,95678(64)# 4# с (>300 нс) β− 178Tm 0+
179Er 68 111 178,96127(54)# 3# с (>550 нс) β− 179Tm 3/2−#
β−, n 178Tm
180Er 68 112 179,96438(54)# 2# с (>550 нс) β− 180Tm 0+
β−, n 179Tm
  1. ↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в 158Dy или двойной электронный захват в 162Dy
  2. ↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в 160Dy или двойной электронный захват в 164Dy
  3. ↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в 166Dy или двойной бета-распад в 170Yb

Пояснения к таблице

  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

  1. ↑ Безопасность атомных станций с реакторами ВВЭР, РБМК, ЭГП и БН. Дата обращения: 30 апреля 2020. Архивировано 17 февраля 2020 года.
  2. ↑ Данные приведены по Huang W. J., Meng Wang, Kondev F. G., Audi G., Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data, and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 43, iss. 3. — P. 030002-1—030002-342. — doi:10.1088/1674-1137/abddb0.
  3. ↑ 1 2 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.Открытый доступ