Изотопы радия

Изотопы радия — разновидности химического элемента радия с разным количеством нейтронов в атомном ядре. Известны изотопы радия с массовыми числами от 202 до 234 (количество протонов 88, нейтронов от 114 до 146) и 12 ядерных изомеров радия.

Радий не имеет ни стабильных изотопов ни изотопов с гигантским периодом полураспада, потому в природе изотопы радия встречаются только в следовых количествах как промежуточный продукт распада природных урана и тория. Из них наиболее распространен ²²⁶Ra (период полураспада 1600 лет, входит в радиоактивный ряд урана-238). Также встречаются ²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁵Ra, ²²⁸Ra.

Наиболее долгоживущие из изотопов радия ²²⁶Ra (период полураспада 1600 лет) и ²²⁸Ra (период полураспада 5,75 лет). Прочие изотопы имеют период полураспада менее месяца.

Исторические названияПравить

Некоторые изотопы радия при открытии не были корректно идентифицированы как химический элемент, поэтому получали имена собственные:

Актиний Х (AcX) — ²²³Ra.
Торий X (ThX) — ²²⁴Ra.
Радий (Ra) — ²²⁶Ra (название изотопа впоследствии дало название химическому элементу).
Мезоторий 1 (MsTh₁) — ²²⁸Ra.

Таблица изотопов радияПравить

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа^[1] (а. е. м.)	Период полураспада^[2] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[2]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
²⁰²Ra		88	114	202,00989(7)	2,6(21) мс [0,7(+33−3) мс]			0+
²⁰³Ra		88	115	203,00927(9)	4(3) мс	α	¹⁹⁹Rn	(3/2−)
β⁺ (редко)	²⁰³Fr
^203mRa		220(90) кэВ	41(17) мс	α	¹⁹⁹Rn	(13/2+)
β⁺ (редко)	²⁰³Fr
²⁰⁴Ra		88	116	204,006500(17)	60(11) мс [59(+12−9) мс]	α (99,7%)	²⁰⁰Rn	0+
β⁺ (0,3%)	²⁰⁴Fr
²⁰⁵Ra		88	117	205,00627(9)	220(40) мс [210(+60−40) мс]	α	²⁰¹Rn	(3/2−)
β⁺ (редко)	²⁰⁵Fr
^205mRa		310(110)# кэВ	180(50) мс [170(+60−40) мс]	α	²⁰¹Rn	(13/2+)
ИП (редко)	²⁰⁵Ra
²⁰⁶Ra		88	118	206,003827(19)	0,24(2) с	α	²⁰²Rn	0+
²⁰⁷Ra		88	119	207,00380(6)	1,3(2) с	α (90%)	²⁰³Rn	(5/2−, 3/2−)
β⁺ (10%)	²⁰⁷Fr
^207mRa		560(50) кэВ	57(8) мс	ИП (85%)	²⁰⁷Ra	(13/2+)
α (15%)	²⁰³Rn
β⁺ (0,55%)	²⁰⁷Fr
²⁰⁸Ra		88	120	208,001840(17)	1,3(2) с	α (95%)	²⁰⁴Rn	0+
β⁺ (5%)	²⁰⁸Fr
^208mRa		1800(200) кэВ	270 нс			(8+)
²⁰⁹Ra		88	121	209,00199(5)	4,6(2) с	α (90%)	²⁰⁵Rn	5/2−
β⁺ (10%)	²⁰⁹Fr
²¹⁰Ra		88	122	210,000495(16)	3,7(2) с	α (96%)	²⁰⁶Rn	0+
β⁺ (4%)	²¹⁰Fr
^210mRa		1800(200) кэВ	2,24 мкс			(8+)
²¹¹Ra		88	123	211,000898(28)	13(2) с	α (97%)	²⁰⁷Rn	5/2(−)
β⁺ (3%)	²¹¹Fr
²¹²Ra		88	124	211,999794(12)	13,0(2) с	α (85%)	²⁰⁸Rn	0+
β⁺ (15%)	²¹²Fr
^212m1Ra		1958,4(5) кэВ	10,9(4) мкс			(8)+
^212m2Ra		2613,4(5) кэВ	0,85(13) мкс			(11)−
²¹³Ra		88	125	213,000384(22)	2,74(6) мин	α (80%)	²⁰⁹Rn	1/2−
β⁺ (20%)	²¹³Fr
^213mRa		1769(6) кэВ	2,1(1) мс	ИП (99%)	²¹³Ra	17/2−#
α (1%)	²⁰⁹Rn
²¹⁴Ra		88	126	214,000108(10)	2,46(3) с	α (99,94%)	²¹⁰Rn	0+
β⁺ (0,06%)	²¹⁴Fr
²¹⁵Ra		88	127	215,002720(8)	1,55(7) мс	α	²¹¹Rn	(9/2+)#
^215m1Ra		1877,8(5) кэВ	7,1(2) мкс			(25/2+)
^215m2Ra		2246,9(5) кэВ	1,39(7) мкс			(29/2−)
^215m3Ra		3756,6(6)+X кэВ	0,555(10) мкс			(43/2−)
²¹⁶Ra		88	128	216,003533(9)	182(10) нс	α	²¹²Rn	0+
ЭЗ (1⋅10⁻⁸%)	²¹⁶Fr
²¹⁷Ra		88	129	217,006320(9)	1,63(17) мкс	α	²¹³Rn	(9/2+)
²¹⁸Ra		88	130	218,007140(12)	25,2(3) мкс	α	²¹⁴Rn	0+
β⁺β⁺ (редко)	²¹⁸Rn
²¹⁹Ra		88	131	219,010085(9)	10(3) мс	α	²¹⁵Rn	(7/2)+
²²⁰Ra		88	132	220,011028(10)	17,9(14) мс	α	²¹⁶Rn	0+
²²¹Ra		88	133	221,013917(5)	28(2) с	α	²¹⁷Rn	5/2+
КР (1,2⋅10⁻¹⁰%)	²⁰⁷Pb ¹⁴C
²²²Ra		88	134	222,015375(5)	38,0(5) с	α	²¹⁸Rn	0+
КР (3⋅10⁻⁸%)	²⁰⁸Pb ¹⁴C
²²³Ra^{[прим. 1]}	Актиний X	88	135	223,0185022(27)	11,43(5) сут	α	²¹⁹Rn	3/2+	следовые количества^{[прим. 2]}
КР (6,4⋅10⁻⁸%)	²⁰⁹Pb ¹⁴C
²²⁴Ra	Торий X	88	136	224,0202118(24)	3,6319(23) сут	α	²²⁰Rn	0+	следовые количества^{[прим. 3]}
КР (4,3⋅10⁻⁹%)	²¹⁰Pb ¹⁴C
²²⁵Ra		88	137	225,023612(3)	14,9(2) сут	β⁻	²²⁵Ac	1/2+
²²⁶Ra	Радий	88	138	226,0254098(25)	1600(7) лет	α	²²²Rn	0+	следовые количества^{[прим. 4]}
β⁻β⁻ (редко)	²²⁶Th
КР (2,6⋅10⁻⁹%)	²¹²Pb ¹⁴C
²²⁷Ra		88	139	227,0291778(25)	42,2(5) мин	β⁻	²²⁷Ac	3/2+
²²⁸Ra	Мезоторий 1	88	140	228,0310703(26)	5,75(3) лет	β⁻	²²⁸Ac	0+	следовые количества^{[прим. 3]}
²²⁹Ra		88	141	229,034958(20)	4,0(2) мин	β⁻	²²⁹Ac	5/2(+)
²³⁰Ra		88	142	230,037056(13)	93(2) мин	β⁻	²³⁰Ac	0+
²³¹Ra		88	143	231,04122(32)#	103(3) с	β⁻	²³¹Ac	(5/2+)
^231mRa		66,21(9) кэВ	~53 мкс			(1/2+)
²³²Ra		88	144	232,04364(30)#	250(50) с	β⁻	²³²Ac	0+
²³³Ra		88	145	233,04806(50)#	30(5) с	β⁻	²³³Ac	1/2+#
²³⁴Ra		88	146	234,05070(53)#	30(10) с	β⁻	²³⁴Ac	0+

↑ Используется для лечения рака костей
↑ Промежуточный продукт распада урана-235
↑ ¹ ² Промежуточный продукт распада тория-232
↑ Промежуточный продукт распада урана-238

Пояснения к таблицеПравить

Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.

Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями $\text{[math]}$ Z и $\text{[math]}$ N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

ПримечанияПравить

↑ Данные приведены по 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, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
↑ ¹ ² Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.

[3] Используется для лечения рака костей

[U235-4] Промежуточный продукт распада урана-235

[Th232-5] ¹ ² Промежуточный продукт распада тория-232

[U238-6] Промежуточный продукт распада урана-238

[AME2016-1] Данные приведены по 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, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.

[Nubase2020-2] ¹ ² Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.

[1]

[2]

[прим. 1]

[прим. 2]

[прим. 3]

[прим. 4]