Anexo:Isótopos de circonio
El circonio natural (40Zr) se compone de cuatro isótopos estables (de los que uno puede encontrarse radiactivo en el futuro) y un radioisótopo con un periodo de semidesintegración muy largo (40Zr), un nucleido primordial que se descompone mediante doble desintegración beta con un periodo de semidesintegración de 2.0 × 1019 años;[1] también puede sufrir una desintegración beta, aunque todavía no se observa, pero el valor teóricamente predicho de t1/2 es de 2,4 × 1020 años.[2] El segundo radioisótopo más estable es 93Zr, que tiene un periodo de semidesintegración de 1,53 millones de años. Se han observado otros 27 radioisótopos. Todos tienen periodos de semidesintegración menores de un día excepto 95Zr (64,02 días), 88Zr (63,4 días) y 89Zr (78,41 horas). El modo de decaimiento primario es la captura electrónica para isótopos más ligeros que 92Zr, y el modo primario para isótopos más pesados es la desintegración beta.
El circonio es el elemento más pesado que se puede formar a partir de la fusión simétrica, ya sea de 45Sc o 46Ca produciendo 90Zr (después de dos desintegraciones beta+ de 90Mo) y 92Zr, respectivamente. Todos los elementos más pesados se forman bien a través de la fusión asimétrica o durante el colapso de las supernovas. Como la mayoría de estos son procesos de absorción de energía, la mayoría de los nucleidos de elementos más pesados que el circonio son teóricamente inestables a la fisión espontánea, aunque en muchos casos la vida media para esto es demasiado larga para haber sido observada.
Circonio 89[editar]
89Zr es un radioisótopo de circonio con un periodo de semidesintegración de 78,41 horas. Se produce por irradiación del protón de 89Y natural. Su fotón gamma más prominente tiene una energía de 909 keV.
El 89Zr se emplea en aplicaciones de diagnóstico especializadas que utilizan imágenes de tomografía por emisión de positrones, por ejemplo, con anticuerpos marcados con 89Zr (inmuno-PET).
Circonio 93[editar]
93Zr es un radioisótopo de circonio con un periodo de semidesintegración de 1,53 millones de años, que se descompone con una partícula beta de baja energía con 93Nb, que se descompone con un periodo de semidesintegración de 14 años y con un rayo gamma de baja energía. Es uno de los 7 productos de fisión de larga vida. La baja actividad específica y la baja energía de sus radiaciones limitan los peligros radiactivos de este isótopo.
La fisión nuclear produce un rendimiento de fisión del 6,3% (fisión de neutrones térmicos de 235U), a la par con los otros productos de fisión más abundantes. Los reactores nucleares suelen contener grandes cantidades de circonio como revestimiento de barras de combustible nuclear(ver zircaloy), y la irradiación de neutrones de 92Zr también produce 93Zr, aunque esto está limitado por la sección de 92Zr de captura neutrónica de 0,22 barn.
93Zr también tiene una sección transversal de captura neutrónica de 0,7 barns.[3][4] La mayoría del circonio de la fisión consiste en otros isótopos; El otro isótopo con una sección transversal de absorción de neutrones significativa es 91Zr con una sección transversal de 1,24 graneros. 93Zr es un candidato menos atractivo para la eliminación por transmutación nuclear que son 99Tc e 129I. La movilidad en el suelo es relativamente baja, por lo que el desecho geológico puede ser una solución adecuada.
Lista de isótopos[editar]
| Símbolo del nucleido |
Z(p) | N(n) | Masa isotópica (u) |
Vida media[n 1] | Proceso(s) de decaimiento(s)[5][n 2] |
Isótopo(s) hijo(s)[n 3] |
Espín nuclear |
Composición isotópica representativa (fracción molar) |
Rango de variación natural (fracción molar) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación | |||||||||
| 78Zr | 40 | 38 | 77.95523(54)# | 50# ms [>170 ns] |
0+ | ||||
| 79Zr | 40 | 39 | 78.94916(43)# | 56(30) ms | β+, p | 78Sr | 5/2+# | ||
| β+ | 79Y | ||||||||
| 80Zr | 40 | 40 | 79.9404(16) | 4.6(6) s | β+ | 80Y | 0+ | ||
| 81Zr | 40 | 41 | 80.93721(18) | 5.5(4) s | β+ (>99.9%) | 81Y | (3/2−)# | ||
| β+, p (<.1%) | 80Sr | ||||||||
| 82Zr | 40 | 42 | 81.93109(24)# | 32(5) s | β+ | 82Y | 0+ | ||
| 83Zr | 40 | 43 | 82.92865(10) | 41.6(24) s | β+ (>99.9%) | 83Y | (1/2−)# | ||
| β+, p (<.1%) | 82Sr | ||||||||
| 84Zr | 40 | 44 | 83.92325(21)# | 25.9(7) min | β+ | 84Y | 0+ | ||
| 85Zr | 40 | 45 | 84.92147(11) | 7.86(4) min | β+ | 85Y | 7/2+ | ||
| 85mZr | 292.2(3) keV | 10.9(3) s | TI (92%) | 85Zr | (1/2−) | ||||
| β+ (8%) | 85Y | ||||||||
| 86Zr | 40 | 46 | 85.91647(3) | 16.5(1) h | β+ | 86Y | 0+ | ||
| 87Zr | 40 | 47 | 86.914816(9) | 1.68(1) h | β+ | 87Y | (9/2)+ | ||
| 87mZr | 335.84(19) keV | 14.0(2) s | TI | 87Zr | (1/2)− | ||||
| 88Zr | 40 | 48 | 87.910227(11) | 83.4(3) d | CE | 88Y | 0+ | ||
| 89Zr | 40 | 49 | 88.908890(4) | 78.41(12) h | β+ | 89Y | 9/2+ | ||
| 89mZr | 587.82(10) keV | 4.161(17) min | TI (93.77%) | 89Zr | 1/2− | ||||
| β+ (6.23%) | 89Y | ||||||||
| 90Zr[n 4] | 40 | 50 | 89.9047044(25) | Estable | 0+ | 0.5145(40) | |||
| 90m1Zr | 2319.000(10) keV | 809.2(20) ms | TI | 90Zr | 5- | ||||
| 90m2Zr | 3589.419(16) keV | 131(4) ns | 8+ | ||||||
| 91Zr[n 4] | 40 | 51 | 90.9056458(25) | Estable | 5/2+ | 0.1122(5) | |||
| 91mZr | 3167.3(4) keV | 4.35(14) µs | (21/2+) | ||||||
| 92Zr[n 4] | 40 | 52 | 91.9050408(25) | Estable[n 5] | 0+ | 0.1715(8) | |||
| 93Zr[n 6] | 40 | 53 | 92.9064760(25) | 1.53(10)×106 y | β− | 93Nb | 5/2+ | ||
| 94Zr[n 4] | 40 | 54 | 93.9063152(26) | Isótopos observablemente estables[n 7] | 0+ | 0.1738(28) | |||
| 95Zr[n 4] | 40 | 55 | 94.9080426(26) | 64.032(6) d | β− | 95Nb | 5/2+ | ||
| 96Zr[n 8][n 4] | 40 | 56 | 95.9082734(30) | 20(4)×1018 y | β−β−[n 9] | 96Mo | 0+ | 0.0280(9) | |
| 97Zr | 40 | 57 | 96.9109531(30) | 16.744(11) h | β− | 97mNb | 1/2+ | ||
| 98Zr | 40 | 58 | 97.912735(21) | 30.7(4) s | β− | 98Nb | 0+ | ||
| 99Zr | 40 | 59 | 98.916512(22) | 2.1(1) s | β− | 99mNb | 1/2+ | ||
| 100Zr | 40 | 60 | 99.91776(4) | 7.1(4) s | β− | 100Nb | 0+ | ||
| 101Zr | 40 | 61 | 100.92114(3) | 2.3(1) s | β− | 101Nb | 3/2+ | ||
| 102Zr | 40 | 62 | 101.92298(5) | 2.9(2) s | β− | 102Nb | 0+ | ||
| 103Zr | 40 | 63 | 102.92660(12) | 1.3(1) s | β− | 103Nb | (5/2−) | ||
| 104Zr | 40 | 64 | 103.92878(43)# | 1.2(3) s | β− | 104Nb | 0+ | ||
| 105Zr | 40 | 65 | 104.93305(43)# | 0.6(1) s | β− (>99.9%) | 105Nb | |||
| β−, n (<.1%) | 104Nb | ||||||||
| 106Zr | 40 | 66 | 105.93591(54)# | 200# ms [>300 ns] |
β− | 106Nb | 0+ | ||
| 107Zr | 40 | 67 | 106.94075(32)# | 150# ms [>300 ns] |
β− | 107Nb | |||
| 108Zr | 40 | 68 | 107.94396(64)# | 80# ms [>300 ns] |
β− | 108Nb | 0+ | ||
| 109Zr | 40 | 69 | 108.94924(54)# | 60# ms [>300 ns] |
|||||
| 110Zr | 40 | 70 | 109.95287(86)# | 30# ms [>300 ns] |
0+ | ||||
- ↑ Negrilla para los isótopos con vidas medias más largas que la edad del universo
- ↑ Abreviaciones:
CE: Captura electrónica
TI: Transición isomérica - ↑ Negrilla para los isótopos estables
- ↑ a b c d e f Productos de la fisión nuclear
- ↑ Nucleido estable teóricamente más pesado
- ↑ Productos de la fisión nuclear con una alta vida media
- ↑ Se cree que decae por β−β− a 94Mo con una vida media mayor a 1.1×1017 años
- ↑ Radioisótopo primordial
- ↑ Teorizado para someterse también por β− decay a 96Nb
Notas[editar]
- Se conocen muestras geológicamente excepcionales en las que la composición isotópica se encuentra fuera del intervalo indicado. La incertidumbre en la masa atómica puede exceder el valor declarado para tales especímenes.
- Los valores marcados con # no se derivan puramente de los datos experimentales, sino de las tendencias sistemáticas. Los espines de asignación débiles se incluyen entre paréntesis.
- Las incertidumbres se dan en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos. Los valores de incertidumbre indican una desviación estándar, excepto la composición isotópica y el peso atómico atómico estándar del IUPAC, que utilizan incertidumbres expandidas.
Referencias[editar]
- ↑ «List of Adopted Double Beta (ββ) Decay Values». National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory.
- ↑ H Heiskanen; M T Mustonen; J Suhonen (30 de marzo de 2007). «Theoretical half-life for beta decay of 96Zr». Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 34 (5).
- ↑ «ENDF/B-VII.1 Zr-93(n,g)». National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. 22 de diciembre de 2011. Consultado el 20 de noviembre de 2014.
- ↑ S. Nakamura (2007). «Thermal neutron capture cross-sections of Zirconium-91 and Zirconium-93 by prompt gamma-ray spectroscopy». Journal of Nuclear Science and Technology 44 (1): 21-28. doi:10.1080/18811248.2007.9711252.
- ↑ «Universal Nuclide Chart». nucleonica. (requiere registro).
- Masas de isótopos de:
- G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- Composición isotópica y masas atómicas estándar de:
- J. R. de Laeter; J. K. Böhlke; P. De Bièvre; H. Hidaka; H. S. Peiser; K. J. R. Rosman; P. D. P. Taylor (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051-2066. doi:10.1351/pac200678112051. Resumen divulgativo.
- Vida media, Espín, y datos de isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
- G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- National Nuclear Data Center. «NuDat 2.1 database». Brookhaven National Laboratory. Consultado el September 2005.
- N. E. Holden (2004). «Table of the Isotopes». En D. R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th edición). CRC Press. Section 11. ISBN 978-0-8493-0485-9.