Ізотопи торію

Ізотопи торію — різновиди хімічного елемента торію, що мають різну кількість нейтронів у ядрі. Нині^[коли?] відомо 30 ізотопів торію і ще 3 збуджених ізомерних стани деяких його нуклідів.

Торій не має стабільних ізотопів, проте ізотоп торій-232 має дуже великий період напіврозпаду (14 мільярдів років) і тому зустрічається в природі. Деякі інші ізотопи торію можуть зустрічатися в природних зразках у слідових кількостях, оскільки входять до радіоактивних рядів природних ізотопів урану і торію.

На зорі розвитку ядерних технологій деякі ізотопи торію отримали власні назви:

радіоактиній ²²⁷Th
радіоторій ²²⁸Th
іоній ²³⁰Th
уран Y ²³¹Th
уран X1 ²³⁴Th

Таблиця ізотопів торію[ред. | ред. код]

Символ нукліду	Історична назва	Z(p)	N(n)	Маса ізотопу^[1] (а. о. м.)	Період напіврозпаду^[2] (T_1/2)	Канал розпаду	Продукт розпаду	Спін і парність^[2]ядра	Поширеність ізотопу в природі
Символ нукліду	Історична назва	Енергія збудження			Період напіврозпаду^[2] (T_1/2)	Канал розпаду	Продукт розпаду	Спін і парність^[2]ядра	Поширеність ізотопу в природі
²⁰⁸Th^[3]		90	118	208,01791(4)	1,7(+1,7-0,6) мс	α	²⁰⁴Ra	0+
²⁰⁹Th^[4]		90	119	209,01772(11)	7(5) мс [3,8(+69−15)]	α	²⁰⁵Ra	5/2−#
²¹⁰Th		90	120	210,015075(27)	17(11) мс [9(+17−4) мс]	α	²⁰⁶Ra	0+
²¹⁰Th		90	120	210,015075(27)	17(11) мс [9(+17−4) мс]	β⁺ (рідко)	²¹⁰Ac	0+
²¹¹Th		90	121	211,01493(8)	48(20) мс [0,04(+3−1) с]	α	²⁰⁷Ra	5/2−#
²¹¹Th		90	121	211,01493(8)	48(20) мс [0,04(+3−1) с]	β⁺ (рідко)	²¹¹Ac	5/2−#
²¹²Th		90	122	212,01298(2)	36(15) мс [30(+20-10) мс]	α (99,7 %)	²⁰⁸Ra	0+
²¹²Th		90	122	212,01298(2)	36(15) мс [30(+20-10) мс]	β⁺ (0,3 %)	²¹²Ac	0+
²¹³Th		90	123	213,01301(8)	140(25) мс	α	²⁰⁹Ra	5/2−#
²¹³Th		90	123	213,01301(8)	140(25) мс	β⁺ (рідко)	²¹³Ac	5/2−#
²¹⁴Th		90	124	214,011500(18)	100(25) мс	α	²¹⁰Ra	0+
²¹⁵Th		90	125	215,011730(29)	1,2(2) с	α	²¹¹Ra	(1/2−)
²¹⁶Th		90	126	216,011062(14)	26,8(3) мс	α (99,99 %)	²¹²Ra	0+
²¹⁶Th		90	126	216,011062(14)	26,8(3) мс	β⁺ (0,006 %)	²¹⁶Ac	0+
^216m1Th		2042(13) кэВ			137(4) мкс			(8+)
^216m2Th		2637(20) кэВ			615(55) нс			(11−)
²¹⁷Th		90	127	217,013114(22)	240(5) мкс	α	²¹³Ra	(9/2+)
²¹⁸Th		90	128	218,013284(14)	109(13) нс	α	²¹⁴Ra	0+
²¹⁹Th		90	129	219,01554(5)	1,05(3) мкс	α	²¹⁵Ra	9/2+#
²¹⁹Th		90	129	219,01554(5)	1,05(3) мкс	β⁺ (10⁻⁷%)	²¹⁹Ac	9/2+#
²²⁰Th		90	130	220,015748(24)	9,7(6) мкс	α	²¹⁶Ra	0+
²²⁰Th		90	130	220,015748(24)	9,7(6) мкс	ЭЗ (2⋅10⁻⁷%)	²²⁰Ac	0+
²²¹Th		90	131	221,018184(10)	1,73(3) мс	α	²¹⁷Ra	(7/2+)
²²²Th		90	132	222,018468(13)	2,237(13) мс	α	²¹⁸Ra	0+
²²²Th		90	132	222,018468(13)	2,237(13) мс	ЕЗ (1,3⋅10⁻⁸%)	²²²Ac	0+
²²³Th		90	133	223,020811(10)	0,60(2) с	α	²¹⁹Ra	(5/2)+
²²⁴Th		90	134	224,021467(12)	1,05(2) с	α	²²⁰Ra	0+
						β⁺β⁺ (рідко)	²²⁴Ra
						КР (рідко)	²⁰⁸Pb ¹⁶O
²²⁵Th		90	135	225,023951(5)	8,72(4) хв	α (90 %)	²²¹Ra	(3/2)+
²²⁵Th		90	135	225,023951(5)	8,72(4) хв	ЕЗ (10 %)	²²⁵Ac	(3/2)+
²²⁶Th		90	136	226,024903(5)	30,57(10) хв	α	²²²Ra	0+
²²⁷Th	Радіоактиній	90	137	227,0277041(27)	18,68(9) сут	α	²²³Ra	1/2+	слідові кількості^{[n 1]}
²²⁸Th	Радіоторій	90	138	228,0287411(24)	1,9116(16) р	α	²²⁴Ra	0+	слідові кількості^{[n 2]}
²²⁸Th	Радіоторій	90	138	228,0287411(24)	1,9116(16) р	КР (1,3⋅10⁻¹¹%)	²⁰⁸Pb ²⁰O	0+	слідові кількості^{[n 2]}
²²⁹Th		90	139	229,031762(3)	7,34(16)⋅10³ р	α	²²⁵Ra	5/2+
^229mTh		8,3(2) эВ^[5]			7(1) мкс^[6]	ІП	²²⁹Th	3/2+
²³⁰Th	Іоній	90	140	230,0331338(19)	7,538(30)⋅10⁴ р	α	²²⁶Ra	0+	0,0002(2)^{[n 3]}
						КР (5,6⋅10⁻¹¹%)	²⁰⁶Hg ²⁴Ne
						СП (5⋅10⁻¹¹%)	(різні)
²³¹Th	Уран Y	90	141	231,0363043(19)	25,52(1) ч	β⁻	²³¹Pa	5/2+	слідові кількості^{[n 1]}
²³¹Th	Уран Y	90	141	231,0363043(19)	25,52(1) ч	α (10⁻⁸%)	²²⁷Ra	5/2+	слідові кількості^{[n 1]}
²³²Th	Торій	90	142	232,0380553(21)	1,405(6)⋅10¹⁰ р	α	²²⁸Ra	0+	0,9998(2)
						β⁻β⁻ (рідко)	²³²U
						СП (1,1⋅10⁻⁹%)	(різні)
						КР (2,78⋅10⁻¹⁰%)	¹⁸²Yb ²⁶Ne ²⁴Ne
²³³Th		90	143	233,0415818(21)	21,83(4) хв	β⁻	²³³Pa	1/2+
²³⁴Th	Уран X₁	90	144	234,043601(4)	24,10(3) доби	β⁻	^234mPa	0+	слідові кількості^{[n 3]}
²³⁵Th		90	145	235,04751(5)	7,2(1) хв	β⁻	²³⁵Pa	(1/2+)#
²³⁶Th		90	146	236,04987(21)#	37,5(2) хв	β⁻	²³⁶Pa	0+
²³⁷Th		90	147	237,05389(39)#	4,8(5) хв	β⁻	²³⁷Pa	5/2+#
²³⁸Th		90	148	238,0565(3)#	9,4(20) хв	β⁻	²³⁸Pa	0+

↑ ^а ^б Проміжний продукт розпаду урана-235
↑ Проміжний продукт розпаду торію-232
↑ ^а ^б Проміжний продукт розпаду урана-238

Пояснення до таблиці[ред. | ред. код]

Поширеність ізотопів наведено для більшості природних зразків. Для інших джерел значення можуть дуже відрізнятися.

Індексами 'm', 'n', 'p' (поряд із символом) позначено збуджені ізомерні стани нукліду.

Жирним шрифтом позначено стабільні продукти розпаду. Жирним курсивом позначено радіоактивні продукти розпаду, що мають періоди напіврозпаду, порівняні з віком Землі або перевищують його і тому наявні в природній суміші.

Значення, позначені ґраткою (#), отримано не лише з експериментальних даних, а (хоча б частково) оцінено за систематичними трендами в сусідніх нуклідів (з такими ж співвідношеннями $Z$ та $N$ ). Невпевнено визначені значення спіну та/або парності взято в дужки.

Похибку наведено у вигляді числа в дужках, вираженого в одиницях останньої цифри, що означає одне стандартне відхилення (за винятком поширеності та стандартної атомної маси ізотопу за даними ІЮПАК, для яких використано складніше визначення похибки). Приклади: 29770,6(5) означає 29770,6±0,5; 21,48(15) означає 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означає −2200,2 ± 1,8.

Примітки[ред. | ред. код]

↑ Дані наведено за Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X.. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures : [англ.] // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, no. 3. — С. 030002-1—030002-344. — DOI:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
↑ ^а ^б Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H.. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — Bibcode: 2003NuPhA.729….3A. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
↑ 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. Архів оригіналу за 3 лютого 2022. Процитовано 3 лютого 2022.
↑ H. Ikezoe та ін. (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.
↑ Seiferle, B.; von der Wense, L.; Bilous, P.V.; Amersdorffer, I.; Lemell, C.; Libisch, F.; Stellmer, S.; Schumm, T.; Düllmann, C.E. (12 September 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.
↑ 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.