Ізотопи берилію

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Берилій (Be) має 12 відомих ізотопів, але лише один із них (9Be) є стабільним і примордіальним нуклідом[en]. Таким чином, берилій вважають моноізотопним елементом. Він також є мононуклідним елементом, оскільки всі інші його ізотопи мають настільки короткий період напіврозпаду, що жоден із них не є примордіальним і вони надзвичайно малопоширені. Берилій унікальний в тому сенсі, що це єдиний моноізотопний елемент, в ядрі якого парне число протонів і непарне число нейтронів. Всі інші 25 моноізотопних елементів мають непарні атомні номери і парне число нейтронів.

Серед 11 радіоізотопів берилію найстабільнішим є 10Be з періодом напіврозпаду 1,39 мільйона років, а також 7Be з періодом напіврозпаду 53,22 дня. Всі інші радіоізотопи мають період напіврозпаду менш як 13,85 секунди, більшість з них - 20 мілісекунд. Найменш стабільним ізотопом є 6Be з періодом напіврозпаду 5,03 × 10−21 секунди.

Природне для легких елементів рівне співвідношення протонів і нейтронів порушується через надзвичайну нестабільність 8Be перед альфа-розпадом, в напрямку якого йде реакція завдяки надзвичайно сильним зв'язкам всередині ядра 4He. Період напіврозпаду 8Be становить лише 6,7(17)×10−17 секунди.

Берилій не може мати стабільного ізотопа з 4 протонами і 6 нейтронами через через дуже велике співвідношення між кількістю нейтронів і протонів як для такого легкого елемента. Втім, цей ізотоп, 10Be, має період напіврозпаду 1,39 мільйона року, що показує незвичну стабільність як для легкого нукліду з таким великим відношенням кількості нейтронів до протонів. У інших можливих ізотопів берилію цей показник становить навіть більшу величину, тож вони менш стабільні.

Швидкість випадіння 7Be з повітря у ґрунт в Японії (джерело M. Yamamoto et al., Journal of Environmental Radioactivity, 2006, 8, 110–131)

Вважають, що більшість 9Be у Всесвіті утворилась під дією космічних променів у проміжку між Великим вибухом і утворенням Сонячної системи. Ізотопи 7Be, з періодом напіврозпаду 53 дні, та 10Be обидва є космогенічними нуклідами, оскільки вони утворились нещодавно в сонячній системі під дією космічних променів, подібно до 14C. Зміна у поширеності цих двох радіоізотопів обумовлена циклами сонячної активності, що впливає на магнітне поле, яке захищає Землю від космічних променів. Швидкість, з якою короткоживучий 7Be випадає з атмосфери в ґрунт, обумовлена частково погодою. Розпад 7Be на Сонці є одним з джерел сонячних нейтрино[en], і першим типом, зареєстрованим під час гоумстейкського експерименту[en]. Наявність 7Be в осадах часто допомагає встановити, що їхній вік становить менш як 3–4 місяці, що дорівнює двом періодам напіврозпаду 7Be.

Таблиця[ред. | ред. код]

Символ
ізотопу
Z(p) N(n)  
маса ізотопу (u)
 
період напіврозпаду типи
розпаду[1][n 1]
Дочірні ізотопи[n 2] Спін і
парність ядра[n 3]
Поширеність
ізотопу в природі

(мольна частка)
діапазон розподілу
в природі
(мольна частка)
5Be 4 1 5.04079(429)# p 4Li (1/2+)#
6Be 4 2 6.019726(6) 5.0(3)×10−21 с
[0.092(6) MeV]
2p 4He 0+
7Be[n 4] 4 3 7.01692983(11) 53.22(6) d ЕЗ 7Li 3/2− Сліди[n 5]
8Be[n 6] 4 4 8.00530510(4) 6.7(17)×10−17 с
[6.8(17) еВ][джерело?]
α 4He 0+
9Be 4 5 9.0121822(4) Стабільний 3/2− 1.0000
10Be 4 6 10.0135338(4) 1.39×106 року β 10B 0+ Сліди[n 5]
11Be[n 7] 4 7 11.021658(7) 13.81(8) s β (97.1%) 11B 1/2+
β, α (2.9%) 7Li
12Be 4 8 12.026921(16) 21.49(3) мс β (99.48%) 12B 0+
β, n (0.52%) 11B
13Be 4 9 13.03569(8) 2.7x10−21 с n 12Be 1/2+
14Be[n 8] 4 10 14.04289(14) 4.84(10) мс β, n (81.0%) 13B 0+
β (14.0%) 14B
β, 2n (5.0%) 12B
15Be 4 11 15.05346(54)# <200 нс
16Be 4 12 16.06192(54)# <200 нс 2n 14Be 0+
17Be 4 13
  1. Скорочення:
    ЕЗ: електронне захоплення
  2. Жирним для стабільних ізотопів
  3. Спіни зі слабким оцінковим обґрунтуванням взяті в дужки.
  4. Утворився під час нуклеосинтезу Великого вибуху, але нині не є примордіальним, оскільки весь швидко розпався до 7Li
  5. а б космогенний
  6. Проміжний продукт потрійної альфа-реакції під час зоряного нуклеосинтезу у процесі утворення 12C
  7. Має 1 нейтрон гало
  8. Має 4 нейтрони гало

Нотатки[ред. | ред. код]

  • Оцінки, позначені #, отримані не з чисто експериментальних даних, але частково з загальних тенденцій.

Ланцюги розпаду[ред. | ред. код]

Більшість ізотопів берилію розпадаються в процесі бета-розпаду і/або комбінації бета розпаду й альфа-розпаду, або нейтронного розпаду. Однак, 7Be розпадається лише в процесі електронного захоплення, цьому процесові зазвичай приписують незвичайно довгий період напіврозпаду. Також незвичним є 8Be, який розпадається через альфа-розпад до 4He. Цей альфа-розпад часто вважають поділом, що могло б пояснити незвичайно короткий період напіврозпаду.

Посилання[ред. | ред. код]

  1. Universal Nuclide Chart. nucleonica. 
Ізотопи літію Ізотопи берилію Ізотопи бору
Таблиця ізотопів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr