El bismuto-209 ( 209 Bi) es el isótopo de bismuto con la vida media más larga conocida de cualquier radioisótopo que sufre desintegración α ( desintegración alfa ). Tiene 83 protones y un número mágico de 126 neutrones, y una masa atómica de 208,9803987 amu (unidades de masa atómica). El bismuto primordial consiste enteramente en este isótopo.
General | |
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Símbolo | 209 Bi |
Nombres | bismuto-209, Bi-209 |
Protones | 83 |
Neutrones | 126 |
Datos de nucleidos | |
Abundancia natural | 100% |
Media vida | 2,01 × 10 19 años [1] |
Isótopos parentales | 209 Pb ( β - ) 209 Po ( β + ) 213 At ( α ) |
Productos de descomposición | 205 Tl |
Masa de isótopos | 208.9803987 u |
Girar | 9 / 2− |
Exceso de energia | −18 258,461 ± 2,4 keV |
Energía de unión | 7847,987 ± 1,7 keV |
Modos de decaimiento | |
Modo de decaimiento | Energía de desintegración ( MeV ) |
Emisión alfa | 3.1373 |
Isótopos de bismuto Tabla completa de nucleidos |
Propiedades de la descomposición
Durante mucho tiempo se pensó que el bismuto-209 tenía el núcleo estable más pesado de cualquier elemento, pero en 2003, un equipo de investigación del Institut d'Astrophysique Spatiale en Orsay, Francia , descubrió que 209 Bi sufre desintegración alfa con una vida media de aproximadamente 19 años (1,9 × 10 19 , aproximadamente 19 trillones de años), más de mil millones de veces más que la edad estimada actual del universo . El núcleo más pesado que se considera estable es ahora el plomo-208 y el elemento mononuclídico estable más pesado es el oro como isótopo 197 Au .
La teoría había predicho previamente una vida media de 4,6 × 10 19 años. El evento de desintegración produce una partícula alfa de 3,14 MeV y convierte el átomo en talio-205 . [2] [3]
Bismuth-209 eventualmente formará 205 Tl si no se le perturba:
- 209
83Bi
→ 205
81Tl
+ 4
2Él
[4]
Si se perturba, se unirá en el ciclo de captura de neutrones de plomo-bismuto desde el plomo-206/207/208 hasta el bismuto-209, a pesar de las bajas secciones transversales de captura. Incluso en el caso de talio-205 anterior, una vez completamente ionizado, vuelve a convertirse en plomo.
Debido a su vida media extraordinariamente larga, para casi todas las aplicaciones, el 209 Bi todavía se puede tratar como si no fuera radiactivo. Su radiactividad es mucho más leve que la de la carne humana, por lo que no representa ningún peligro significativo de radiación. Aunque 209 Bi tiene el récord de vida media para la desintegración alfa, el bismuto no tiene la vida media más larga de cualquier radionúclido que se haya encontrado experimentalmente; esta distinción pertenece al telurio -128 ( 128 Te ) con una vida media estimada en 7,7 × 10 24 años por doble desintegración β (doble desintegración beta). [5]
El valor de la vida media del bismuto-209 fue confirmado en 2012 por un equipo italiano en Gran Sasso que informó(2,01 ± 0,08) × 10 19 años, y una vida media aún más larga, para la desintegración alfa del bismuto-209 al primer estado excitado de talio-205 a 204 keV, se estimó en 1,66 × 10 21 años. [6] Aunque este valor es más corto que la vida media medida del telurio-128, ambas desintegraciones alfa del bismuto-209 mantienen el récord de los anchos de línea naturales más delgados de cualquier excitación física medible, estimados respectivamente en ΔΕ ~ 5,5 × 10 −43 eV y ΔΕ ~ 1.3 × 10 −44 eV en aplicación del principio de incertidumbre de Heisenberg [7] (la desintegración beta doble produciría líneas de energía solo en transiciones sin neutrinos, lo que aún no se ha observado).
Usos
210 Po se puede fabricar bombardeando 209 Bi con neutrones en un reactor nuclear. Solose producenunos 100 gramos de 210 Po cada año. [8] La astatina también se puede producir bombardeando 209 Bi con partículas alfa.
Formación
En las estrellas gigantes rojas de la rama gigante asintótica , el proceso s ( proceso lento) está en curso para producir bismuto-209 y polonio-210 por captura de neutrones como los elementos más pesados que se forman, y este último se desintegra rápidamente. Todos los elementos más pesados que él se forman en el proceso r , o proceso rápido, que ocurre durante los primeros quince minutos de las supernovas . [9]
Ver también
- Isótopos de bismuto
Notas
Mechero: bismuto-208 | El bismuto-209 es un isótopo del bismuto | Más pesado: bismuto-210 |
Producto de desintegración de: astato-213 ( α ) polonio-209 ( β + ) plomo-209 ( β - ) | Cadena de desintegración de bismuto-209 | Decae a: talio-205 (α) |
Referencias
- ^ Audi, G .; Kondev, FG; Wang, M .; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "La evaluación NUBASE2016 de las propiedades nucleares" (PDF) . Física C china . 41 (3): 030001. Código bibliográfico : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
- ^ Dumé, Belle (23 de abril de 2003). "El bismuto rompe el récord de vida media para la desintegración alfa" . Physicsweb.
- ^ Marcillac, Pierre de; Noël Coron; Gérard Dambier; Jacques Leblanc; Jean-Pierre Moalic (abril de 2003). "Detección experimental de α-partículas de la desintegración radiactiva del bismuto natural". Naturaleza . 422 (6934): 876–878. Código Bibliográfico : 2003Natur.422..876D . doi : 10.1038 / nature01541 . PMID 12712201 . S2CID 4415582 .
- ^ "Datos de isótopos de americio-241 en la tabla periódica" .
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2011 . Consultado el 10 de enero de 2013 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )Información y semivida del telurio-128. Consultado el 14 de julio de 2009.
- ^ JW Beeman; et al. (2012). "Primera medición de los anchos parciales de 209 Bi Decay al suelo y a los primeros estados excitados". Cartas de revisión física . 108 (6): 062501. arXiv : 1110.3138 . doi : 10.1103 / PhysRevLett.108.062501 . PMID 22401058 .
- ^ "Vida útil de las partículas a partir del principio de incertidumbre" .
- ^ "Estudio suizo: polonio encontrado en los huesos de Arafat" . Al Jazeera . Consultado el 7 de noviembre de 2013 .
- ^ Chaisson, Eric y Steve McMillan. Astronomía hoy. 6ª ed. San Francisco: Pearson Education, 2008.