Đồng vị của thori

Thori (90Th) có bảy đồng vị xuất hiện tự nhiên nhưng không có đồng vị nào ổn định. Đồng vị 232Th tương đối ổn định, với chu kỳ bán rã khoảng 14×109 năm,[1] dài hơn đáng kể so với tuổi của Trái Đất và thậm chí dài hơn một chút so với tuổi của vũ trụ. Đồng vị này chiếm gần như toàn bộ lượng thori tự nhiên, vì vậy nó được coi là đơn nhân. Tuy nhiên, vào năm 2013, IUPAC đã phân loại lại thori là nguyên tố hai nhân, do có một lượng lớn 230Th trong nước biển sâu.

31 đồng vị phóng xạ đã được xác định đặc điểm, trong đó ổn định nhất là 232Th với chu kỳ bán rã khoảng 14×109 năm, 230Th với chu kỳ khoảng 75.380 năm, 229Th với chu kỳ khoảng 7.917 năm, và 228Th với chu kỳ khoảng 1,92 năm. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn ba mươi ngày, phần lớn trong số này có chu kỳ bán rã nhỏ hơn mười phút. Đồng vị 229Th có đồng phân hạt nhân với excitation energy thấp đáng kể,[2] được đo gần đây là 8,28 ± 0,17 eV.[3]

Các đồng vị đã biết của thori có số khối từ 207[4] đến 238.

Danh sách các đồng vị

Nuclide
[n 1] 		Historic
name 		Z N Khối lượng đồng vị (Da)
[n 2][n 3] 		Chu kỳ bán rã
[n 4] 		Phương thức
phân rã
[n 5] 		Sản phẩm phân rã
[n 6] 		Spin và
parity
[n 7][n 8] 		Sự phong phú tự nhiên (phần mol)
Excitation energy Tỷ lệ thông thường Phạm vi biến thiên
207Th[4] 90 117 9.7(+46.6−4.4) ms α 203Ra
208Th[5] 90 118 208.01791(4) 1.7(+1.7-0.6) ms α 204Ra 0+
209Th[6] 90 119 209.01772(11) 7(5) ms
[3.8(+69−15)] 		α 205Ra 5/2−#
210Th 90 120 210.015075(27) 17(11) ms
[9(+17−4) ms] 		α 206Ra 0+
β+ (hiếm) 210Ac
211Th 90 121 211.01493(8) 48(20) ms
[0.04(+3−1) s] 		α 207Ra 5/2−#
β+ (rare) 211Ac
212Th 90 122 212.01298(2) 36(15) ms
[30(+20-10) ms] 		α (99.7%) 208Ra 0+
β+ (.3%) 212Ac
213Th 90 123 213.01301(8) 140(25) ms α 209Ra 5/2−#
β+ (rare) 213Ac
214Th 90 124 214.011500(18) 100(25) ms α 210Ra 0+
215Th 90 125 215.011730(29) 1.2(2) s α 211Ra (1/2−)
216Th 90 126 216.011062(14) 26.8(3) ms α (99.99%) 212Ra 0+
β+ (.006%) 216Ac
216m1Th 2042(13) keV 137(4) μs (8+)
216m2Th 2637(20) keV 615(55) ns (11−)
217Th 90 127 217.013114(22) 240(5) μs α 213Ra (9/2+)
218Th 90 128 218.013284(14) 109(13) ns α 214Ra 0+
219Th 90 129 219.01554(5) 1.05(3) μs α 215Ra 9/2+#
β+ (10−7%) 219Ac
220Th 90 130 220.015748(24) 9.7(6) μs α 216Ra 0+
EC (2×10−7%) 220Ac
221Th 90 131 221.018184(10) 1.73(3) ms α 217Ra (7/2+)
222Th 90 132 222.018468(13) 2.237(13) ms α 218Ra 0+
EC (1.3×10−8%) 222Ac
223Th 90 133 223.020811(10) 0.60(2) s α 219Ra (5/2)+
224Th 90 134 224.021467(12) 1.05(2) s α 220Ra 0+
CD (rare) 208Pb
16O
225Th 90 135 225.023951(5) 8.72(4) min α (90%) 221Ra (3/2)+
EC (10%) 225Ac
226Th 90 136 226.024903(5) 30.57(10) min α 222Ra 0+
227Th Radioactinium 90 137 227.0277041(27) 18.68(9) d α 223Ra 1/2+ Trace[n 9]
228Th Radiothorium 90 138 228.0287411(24) 1.9116(16) y α 224Ra 0+ Trace[n 10]
CD (1.3×10−11%) 208Pb
20O
229Th 90 139 295855(24) 7.916(17)×103 y α 225Ra 5/2+ Trace[n 11]
229mTh 8.3(2) eV[3] 7(1) μs[7] IT 229Th 3/2+
230Th[n 12] Ioni 90 140 230.0331338(19) 7.538(30)×104 y α 226Ra 0+ 0.0002(2)[n 13]
CD (5.6×10−11%) 206Hg
24Ne
SF (5×10−11%) (Various)
231Th Urani Y 90 141 231.0363043(19) 25.52(1) h β− 231Pa 5/2+ Trace[n 9]
α (10−8%) 227Ra
232Th[n 14] Thori 90 142 232.0380553(21) 1.405(6)×1010 y α 228Ra 0+ 0.9998(2)
SF (1.1×10−9%) (various)
CD (2.78×10−10%) 182Yb
26Ne
24Ne
233Th 90 143 233.0415818(21) 21.83(4) min β− 233Pa 1/2+
234Th Urani X1 90 144 234.043601(4) 24.10(3) d β− 234mPa 0+ Trace[n 13]
235Th 90 145 235.04751(5) 7.2(1) min β− 235Pa (1/2+)#
236Th 90 146 236.04987(21)# 37.5(2) min β− 236Pa 0+
237Th 90 147 237.05389(39)# 4.8(5) min β− 237Pa 5/2+#
238Th 90 148 238.0565(3)# 9.4(20) min β− 238Pa 0+
This table header & footer:
  1. ^ mTh – Excited nuclear isomer.
  2. ^ ( ) – Uncertainty (1σ) is given in concise form in parentheses after the corresponding last digits.
  3. ^ # – Atomic mass marked #: value and uncertainty derived not from purely experimental data, but at least partly from trends from the Mass Surface (TMS).
  4. ^ Bold half-life – nearly stable, half-life longer than age of universe.
  5. ^ Các dạng phân rã:
    CD: Phân rã cụm
    EC: Bắt giữ electron
    IT: Isomeric transition
  6. ^ Bold symbol as daughter – Daughter product is stable.
  7. ^ ( ) spin value – Indicates spin with weak assignment arguments.
  8. ^ # – Values marked # are not purely derived from experimental data, but at least partly from trends of neighboring nuclides (TNN).
  9. ^ a b Sản phẩm phân rã trung gian của 235U.
  10. ^ Sản phẩm phân rã trung gian của 232Th.
  11. ^ Sản phẩm phân rã trung gian của 237Np.
  12. ^ Used in uranium–thorium dating.
  13. ^ a b Sản phẩm phân rã trung gian của 238U.
  14. ^ Hạt nhân phóng xạ nguyên thủy.

Tham khảo

  1. ^ 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.
  2. ^ E. Ruchowska (2006). “Nuclear structure of 229Th”. Phys. Rev. C. 73 (4): 044326. Bibcode:2006PhRvC..73d4326R. doi:10.1103/PhysRevC.73.044326.
  3. ^ a b Seiferle, B.; von der Wense, L.; Bilous, P.V.; Amersdorffer, I.; Lemell, C.; Libisch, F.; Stellmer, S.; Schumm, T.; Düllmann, C.E.; Pálffy, A.; Thirolf, P.G. (12 tháng 9 năm 2019). “Energy of the 229Th nuclear clock transition”. Nature. 573 (7773): 243–246. arXiv:1905.06308. Bibcode:2019Natur.573..243S. doi:10.1038/s41586-019-1533-4. PMID 31511684. S2CID 155090121.
  4. ^ a b Yang, H. B.; và đồng nghiệp (2022). “New isotope 207Th and odd-even staggering in α-decay energies for nuclei with Z > 82 and N < 126”. Physical Review C. 105 (L051302). Bibcode:2022PhRvC.105e1302Y. doi:10.1103/PhysRevC.105.L051302. S2CID 248935764.
  5. ^ Cardona, J.A.H. (2012). “Production and decay properties of neutron deficient isotopes with N < 126 and 74 ≤ Z ≤ 92 at SHIP”. Goethe Universität Frankfury Allemagne.
  6. ^ H. Ikezoe; và đồng nghiệp (1996). “alpha decay of a new isotope of 209Th”. Physical Review C. 54 (4): 2043–2046. Bibcode:1996PhRvC..54.2043I. doi:10.1103/PhysRevC.54.2043. PMID 9971554.
  7. ^ Seiferle, B.; von der Wense, L.; Thirolf, P.G. (2017). “Lifetime measurement of the 229Th nuclear isomer”. Phys. Rev. Lett. 118 (4): 042501. arXiv:1801.05205. Bibcode:2017PhRvL.118d2501S. doi:10.1103/PhysRevLett.118.042501. PMID 28186791. S2CID 37518294.