Ізотопи бору

Ізотопи бору - нукліди хімічного елементу бору, які мають різну кількість нейтронів, а, отже, різну атомну масу.

Загальний опис

Природний бор складається тільки з двох стабільних ізотопів. На частку легкого бору-10 в природній суміші припадає близько 19,9%, решта, а саме 80.1% — важкий бор-11[1][2]. Деякі вчені вважають, що відношення 11В : 10В = 81 : 19 непостійне і що в надрах Землі відбувається частковий розподіл і перерозподіл ізотопів бору. На думку інших, всі відхилення в ізотопному складі — від того, що визначають його різними приладами і методами; але в роботах вчених і цієї групи, говориться, що бор, виділений з морської води, на 2% важчий за бор, добутий з мінералів. Існує, щоправда, й інше пояснення відхилень в ізотопному складі бору, добутого з різних зразків. Суть його в тому, що під дією швидких протонів частина бору-10 перетворюється на берилій-7, а той у свою чергу (після серії ядерних перетворень) — в гелій-4.

За величиною перетину захоплення теплових нейтронів легкий ізотоп бору 10В посідає одне з перших місць серед всіх ізотопів елементів, а важкий 11В — одне з найостанніших. Це означає, що матеріали на основі обох ізотопів елементу №5 вельми цікаві для реакторобудування, як, втім, і для інших областей атомної техніки.

Окрім цих відомі ще 12 радіоактивних ізотопів бору з масовими числами від 6В до 19В, найстійкішим з котрих є радіоізотоп 8В з періодом напіврозпаду 0,77 секунд. Всі решта ізотопів мають період напіврозпаду менший, ніж 17,35 мс, а для найменш стабільного з них, 7B, ця величина становить 150 йоктосекунд. Ізотопи з атомними масами меншими 10 розпадаються до гелію (7B і 9B за посередництва короткоживучих ізотопів берилію), а ті, що мають масу понад 10, здебільшого перетворюються на вуглець.

Діаграма, яка показує поширеність природних ізотопів бору.

Таблиця
Символ
ізотопу		 Z(p) N(n)  
маса ізотопу (u)
 		 період напіврозпаду типи
розпаду[3]		 Дочірні ізотопи Спін і
парність ядра		 Поширеність
ізотопу в природі
(мольна частка)		 діапазон розподілу
в природі
(мольна частка)
6B 5 1 6.04681(75)#
7B 5 2 7.02992(8) 350(50)×10−24 с
[1.4(2) МеВ]		 p 6Be[n 1] (3⁄2−)
8B[n 2] 5 3 8.0246072(11) 770(3) мс β+, α 2 4He 2+
9B 5 4 9.0133288(11) 800(300)×10−21 с
[0.54(21) кеВ]		 p 8Be[n 3] 3⁄2−
10B 5 5 10.0129370(4) Стабільний 3+ 19.9(7) 18.929–20.386
11B 5 6 11.0093054(4) Стабільний 3⁄2− 80.1(7) 79.614–81.071
12B 5 7 12.0143521(15) 20.20(2) мс β− (98.4%) 12C 1+
β−, α (1.6%) 8Be[n 4]
13B 5 8 13.0177802(12) 17.33(17) мс β− (99.72%) 13C 3⁄2−
β−, n (0.279%) 12C
14B 5 9 14.025404(23) 12.5(5) мс β− (93.96%) 14C 2−
β−, n (6.04%) 13C
15B 5 10 15.031103(24) 9.87(7) мс β−, n (93.6%) 14C 3⁄2−
β− (6.0%) 15C
β−, 2n (0.40%) 13C
16B 5 11 16.03981(6) <190×10−12 с
[<0.1 MeV]		 n 15B 0−
17B[n 5] 5 12 17.04699(18) 5.08(5) мс β−, n (63.0%) 16C (3⁄2−)
β− (22.1%) 17C
β−, 2n (11.0%) 15C
β−, 3n (3.5%) 14C
β−, 4n (0.40%) 13C
18B 5 13 18.05617(86)# <26 нс n 17B (4−)#
19B[n 5] 5 14 19.06373(43)# 2.92(13) мс β− 19C (3⁄2−)#
  1. В свою чергу розпадається до 4He з подвійний випусканням протона, в результаті реакції 7B → 4He + 3Шаблон:Hsp1H
  2. Має 1 протон гало
  3. одразу ж розпадається на дві α-частинки, в результаті реакції 9B → 2 4He + 1H
  4. Одразу ж розпадається на дві α-частинки, в результаті реакції 12B → 3Шаблон:Hsp4He + e-
  5. Має 2 нейтрони гало

Нотатки
  • Поширеність ізотопів наведена для більшості природних земних взірців. Для інших джерел значення можуть сильно відрізнятися.
  • Комерційно доступні матеріали можуть підлягати прихованому або випадковому розділенню на ізотопи. Можуть траплятись суттєві відхилення від поданої маси і складу.
  • Оцінки позначені # отримані не з чисто експериментальних даних, але частково із систематичних трендів у сусідніх нуклідів (з такими самими відношеннями Z і N). Спіни зі слабким оцінковим обґрунтуванням взяті в дужки.
  • похибку вимірювання подано в скороченій формі в дужках після відповідних останніх цифр. Похибка позначає одне стандартне відхилення, за винятком ізотопної поширеності та атомної маси від IUPAC, яка використовує складніші визначення похибок[4]. 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.
  • Маси радіонуклідів подані за даними Комісії з символів, одиниць, номенклатури, атомних мас і фундаментальних констант (SUNAMCO) IUPAP.
  • Поширеності ізотопів подані за даними Комісії з ізотопних поширеностей і атомних мас IUPAC.

Застосування

Бор-10

Бор-10 застосовують у борній нейтрон-захоплювальній терапії (BNCT) як експериментальний метод лікування деяких злоякісних пухлин мозку.

Примітки
  1. В. В. Громов. Разделение и использование стабильных изотопов бора. — Москва : ВИНИТИ, 1990.(рос.)
  2. Рисованый В.Д., Захаров А.В. и др. Бор в ядерной технике. — 2-е, перераб. и доп. — Димитровград : ОАО "ГНЦ НИИАР", 2011. — 668 с.(рос.)
  3. Universal Nuclide Chart. nucleonica.
  4. 2.5.7. Standard and expanded uncertainties. Engineering Statistics Handbook. Процитовано 16 вересня 2010.

Джерела
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
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.