Isótopos de samario

Isótopos principales del samario  ( ₆₂ Sm)

Isótopo Decaer abundancia vida media ( t 1/2 ) modo producto 144 Sm 3,08% estable 145 Sm syn 340 días ε 145 pm 146 Sm syn 6,8 × 10 7  y α 142 Nd 147 Sm 15,00% 1,06 × 10 11  y α 143 Nd 148 Sm 11,25% 7 × 10 15  y α 144 Nd 149 Sm 13,82% estable 150 Sm 7,37% estable 151 Sm syn 88,8 años β - 151 UE 152 Sm 26,74% estable 153 Sm syn 46.284 horas β - 153 UE 154 Sm 22,74% estable
Peso atómico estándar A r, estándar (Sm)	150,36 (2) [1]
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El samario natural ( ₆₂ Sm) se compone de cinco isótopos estables , ¹⁴⁴ Sm, ¹⁴⁹ Sm, ¹⁵⁰ Sm, ¹⁵² Sm y ¹⁵⁴ Sm, y dos radioisótopos de vida extremadamente larga , ¹⁴⁷ Sm (vida media: 1,06 × 10 ¹¹  y) y ¹⁴⁸ Sm (7 × 10 ^{15 años}  ), siendo ¹⁵² Sm el más abundante (26,75% de abundancia natural ). ¹⁴⁶ Sm también es bastante longevo (6,8 × 10 ⁷ y), pero no es lo suficientemente longevo para haber sobrevivido en cantidades significativas a la formación del Sistema Solar en la Tierra, aunque sigue siendo útil en la datación radiométrica en el Sistema Solar como un radionúclido extinto . ^{[2] [3]}

Aparte de los isótopos naturales, los radioisótopos de vida más larga son ¹⁵¹ Sm, que tiene una vida media de 88,8 años, ^[4] y ¹⁴⁵ Sm, que tiene una vida media de 340 días. Todos los radioisótopos restantes tienen vidas medias inferiores a dos días y la mayoría de ellos tienen vidas medias inferiores a 48 segundos. Este elemento también tiene doce isómeros conocidos, siendo los más estables ^141m Sm (t _1/2 22,6 minutos), ^143m1 Sm (t _1/2 66 segundos) y ^139m Sm (t _1/2 10,7 segundos).

Los isótopos de vida larga, ¹⁴⁶ Sm, ¹⁴⁷ Sm y ¹⁴⁸ Sm, se desintegran principalmente por desintegración alfa a isótopos de neodimio . Los isótopos inestables más ligeros del samario se desintegran principalmente por captura de electrones a isótopos de prometio , mientras que los más pesados ​​se desintegran por desintegración beta a isótopos de europio .

Los isótopos del samario se utilizan en la datación entre samario y neodimio para determinar las relaciones de edad de las rocas y los meteoritos.

¹⁵¹ Sm es un producto de fisión de vida media y actúa como un veneno de neutrones en el ciclo del combustible nuclear . El producto de fisión estable ¹⁴⁹ Sm también es un veneno de neutrones.

Lista de isótopos

Nuclido [n 1]	Z	norte	Masa isotópica ( Da ) [n 2] [n 3]	Vida media [n 4] [n 5]	Modo de caída [n 6]	Hija isótopo [n 7] [n 8]	Spin y paridad [n 9] [n 5]	Abundancia natural (fracción molar)
	Energía de excitación [n 5]							Proporción normal	Rango de variación
128 Sm	62	66	127.95808 (54) #	0.5 # s			0+
129 Sm	62	67	128.95464 (54) #	550 (100) ms			5/2 + #
130 Sm	62	68	129.94892 (43) #	1 # s	β +	130 pm	0+
131 Sm	62	69	130.94611 (32) #	1,2 (2) s	β +	131 pm	5/2 + #
					β + , p (raro)	130 Nd
132 Sm	62	70	131.94069 (32) #	4,0 (3) s	β +	132 pm	0+
					β + , p	131 Nd
133 Sm	62	71	132.93867 (21) #	2,90 (17) s	β +	133 pm	(5/2 +)
					β + , p	132 Nd
134 Sm	62	72	133.93397 (21) #	10 (1) s	β +	134 pm	0+
135 Sm	62	73	134,93252 (17)	10,3 (5) s	β + (99,98%)	135 pm	(7/2 +)
					β + , p (0,02%)	134 Nd
135m Sm	0 (300) # keV			2,4 (9) s	β +	135 pm	(3/2 +, 5/2 +)
136 Sm	62	74	135,928276 (13)	47 (2) s	β +	136 pm	0+
136m Sm	2264,7 (11) keV			15 (1) μs			(8−)
137 Sm	62	75	136,92697 (5)	45 (1) s	β +	137 pm	(9 / 2−)
137m Sm	180 (50) # keV			20 # s	β +	137 pm	1/2 + #
138 Sm	62	76	137,923244 (13)	3,1 (2) min	β +	138 pm	0+
139 Sm	62	77	138,922297 (12)	2,57 (10) min	β +	139 pm	1/2 +
139m Sm	457,40 (22) keV			10,7 (6) s	IT (93,7%)	139 Sm	11 / 2−
					β + (6,3%)	139 pm
140 Sm	62	78	139,918995 (13)	14,82 (12) min	β +	140 pm	0+
141 Sm	62	79	140,918476 (9)	10,2 (2) min	β +	141 pm	1/2 +
141m Sm	176,0 (3) keV			22,6 (2) min	β + (99,69%)	141 pm	11 / 2−
					ES (.31%)	141 Sm
142 Sm	62	80	141,915198 (6)	72,49 (5) min	β +	142 pm	0+
143 Sm	62	81	142,914628 (4)	8.75 (8) min	β +	143 pm	3/2 +
143m1 Sm	753,99 (16) keV			66 (2) s	IT (99,76%)	143 Sm	11 / 2−
					β + (.24%)	143 pm
143m2 Sm	2793,8 (13) keV			30 (3) ms			23/2 (-)
144 Sm	62	82	143,911999 (3)	Observacionalmente estable [n 10]			0+	0.0307 (7)
144m Sm	2323,60 (8) keV			880 (25) ns			6+
145 Sm	62	83	144,913410 (3)	340 (3) d	CE	145 pm	7 / 2−
145m Sm	8786,2 (7) keV			990 (170) ns [0,96 (+ 19-15) μs]			(49/2 +)
146 Sm	62	84	145,913041 (4)	6,8 (7) × 10 7  y	α	142 Nd	0+	Rastro
147 Sm [n 11] [n 12] [n 13]	62	85	146,9148979 (26)	1,06 (2) × 10 11  y	α	143 Nd	7 / 2−	0.1499 (18)
148 Sm [n 11]	62	86	147,9148227 (26)	7 (3) × 10 15  y	α	144 Nd	0+	0.1124 (10)
149 Sm [n 12] [n 14]	62	87	148,9171847 (26)	Observacionalmente estable [n 15]			7 / 2−	0.1382 (7)
150 Sm	62	88	149,9172755 (26)	Observacionalmente estable [n 16]			0+	0.0738 (1)
151 Sm [n 12] [n 14]	62	89	150,9199324 (26)	88,8 (24) años	β -	151 UE	5 / 2−
151m Sm	261,13 (4) keV			1,4 (1) μs			(2/11) -
152 Sm [n 12]	62	90	151,9197324 (27)	Observacionalmente estable [n 17]			0+	0,2675 (16)
153 Sm [n 12]	62	91	152,9220974 (27)	46.284 (4) horas	β -	153 UE	3/2 +
153m Sm	98,37 (10) keV			10,6 (3) ms	ESO	153 Sm	11 / 2−
154 Sm [n 12]	62	92	153,9222093 (27)	Observacionalmente estable [n 18]			0+	0,2275 (29)
155 Sm	62	93	154,9246402 (28)	22,3 (2) min	β -	155 Eu	3 / 2−
156 Sm	62	94	155,925528 (10)	9,4 (2) horas	β -	156 UE	0+
156m Sm	1397,55 (9) keV			185 (7) ns			5−
157 Sm	62	95	156,92836 (5)	8.03 (7) min	β -	157 UE	(3 / 2−)
158 Sm	62	96	157,92999 (8)	5.30 (3) min	β -	158 UE	0+
159 Sm	62	97	158,93321 (11)	11,37 (15) s	β -	159 UE	5 / 2−
160 Sm	62	98	159.93514 (21) #	9,6 (3) s	β -	160 Eu	0+
161 Sm	62	99	160.93883 (32) #	4,8 (8) s	β -	161 Eu	7/2 + #
162 Sm	62	100	161.94122 (54) #	2,4 (5) s	β -	162 UE	0+
163 Sm	62	101	162.94536 (75) #	1 # s	β -	163 UE	1 / 2− #
164 Sm	62	102	163.94828 (86) #	500 # ms	β -	164 UE	0+
165 Sm	62	103	164.95298 (97) #	200 # ms	β -	165 UE	5 / 2− #
Este encabezado y pie de página de la tabla: vista

1. ^m Sm: isómero nuclear excitado.
2. () - La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
3. # - Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de la masa de superficie (TMS).
4. Vida media en negrita  : casi estable, vida media más larga que la edad del universo .
5. # - Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
6. Modos de descomposición:

   ESO:	Transición isomérica
   pag:	Emisión de protones

7. Símbolo en negrita y cursiva como hija: el producto secundario es casi estable.
8. Símbolo en negrita como hija: el producto secundario es estable.
9. () valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
10. Se cree que sufre unadesintegraciónβ ⁺ β ⁺ a ¹⁴⁴ Nd
11. Primordial radioisótopo
12. Producto de fisión
13. Utilizado en la datación con samario-neodimio
14. Veneno de neutrones en reactores
15. Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁴⁵ Nd con una vida media de más de 2 × 10 ¹⁵ años
16. Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁴⁶ Nd
17. Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁴⁸ Nd
18. Se cree que sufre unadesintegraciónβ ^- β ^- a ¹⁵⁴ Gd con una vida media de más de 2,3 × 10 ¹⁸ años

Samario-149

El samario-149 ( ¹⁴⁹ Sm) es un isótopo de samario observacionalmente estable (se predice que se desintegrará, pero nunca se han observado desintegraciones, lo que le da una vida media al menos varios órdenes de magnitud más larga que la edad del universo), y una producto de fisión (rendimiento 1.0888%), que también es un veneno nuclear que absorbe neutrones con un efecto significativo en la operación del reactor nuclear , solo superado por 135 Xe . Su sección transversal de neutrones es de 40140 graneros para neutrones térmicos .

La concentración de equilibrio (y por tanto el efecto de envenenamiento) alcanza un valor de equilibrio en aproximadamente 500 horas (aproximadamente 20 días) de funcionamiento del reactor, y dado que ¹⁴⁹ Sm es estable, la concentración permanece esencialmente constante durante el funcionamiento adicional del reactor.

Samario-151

Productos de fisión de vida media

Objeto: Unidad:	t ½ ( a )	Rendimiento ( % )	Q * ( keV )	βγ *
155 Eu	4,76	0.0803	252	βγ
85 Kr	10,76	0.2180	687	βγ
113m Cd	14,1	0,0008	316	β
90 Sr	28,9	4.505	2826	β
137 Cs	30.23	6.337	1176	β γ
121m Sn	43,9	0,00005	390	βγ
151 Sm	88,8	0.5314	77	β

Rendimiento ,% por fisión ^[5]

	Térmico	Rápido	14 MeV
232 mil	no fisible	0,399 ± 0,065	0,165 ± 0,035
233 U	0,333 ± 0,017	0,312 ± 0,014	0,49 ± 0,11
235 U	0,4204 ± 0,0071	0,431 ± 0,015	0,388 ± 0,061
238 U	no fisible	0,810 ± 0,012	0,800 ± 0,057
239 Pu	0,776 ± 0,018	0,797 ± 0,037	?
241 Pu	0,86 ± 0,24	0,910 ± 0,025	?

El samario-151 ( ¹⁵¹ Sm) tiene una vida media de 88,8 años, sufre desintegración beta de baja energía y tiene un rendimiento de producto de fisión de 0,4203% para neutrones térmicos y 235 U , aproximadamente el 39% del rendimiento de ¹⁴⁹ Sm. El rendimiento es algo mayor para 239 Pu .

Su sección transversal de absorción de neutrones para neutrones térmicos es alta en 15200 graneros , aproximadamente el 38% de la sección transversal de absorción de ¹⁴⁹ Sm, o aproximadamente 20 veces la de ²³⁵ U. Dado que las relaciones entre las tasas de producción y absorción de ¹⁵¹ Sm y ¹⁴⁹ Sm son casi igual, los dos isótopos deben alcanzar concentraciones de equilibrio similares. Dado que ¹⁴⁹ Sm alcanza el equilibrio en aproximadamente 500 horas (20 días), ¹⁵¹ Sm deberían alcanzar el equilibrio en aproximadamente 50 días.

Dado que el combustible nuclear se utiliza durante varios años ( quemado ) en una planta de energía nuclear , la cantidad final de ¹⁵¹ Sm en el combustible nuclear gastado en el momento de la descarga es solo una pequeña fracción del total de ¹⁵¹ Sm producido durante el uso del combustible. Según un estudio, la fracción de masa de ¹⁵¹ Sm en el combustible gastado es de aproximadamente 0,0025 para cargas pesadas de combustible MOX y aproximadamente la mitad de la de uranio, que es aproximadamente dos órdenes de magnitud menor que la fracción de masa de aproximadamente 0,15 para el medio. -producto de fisión vivo 137 Cs . ^[6] La energía de desintegración de ¹⁵¹Sm también es aproximadamente un orden de magnitud menor que el de ¹³⁷ Cs. El bajo rendimiento, baja tasa de supervivencia y la baja energía de desintegración media que ¹⁵¹ Sm tiene insignificante de residuos nucleares impacto en comparación con los dos principales productos de fisión-medianas duración ¹³⁷ Cs y 90 Sr .

• Hoja informativa ANL

Samario-153

El samario-153 ( ¹⁵³ Sm) tiene una vida media de 46,3 horas, sometidos a β ^- decaen en ¹⁵³ Eu. Como componente de samario lexidronam , se utiliza en la paliación del cáncer de huesos . ^[7] El cuerpo lo trata de manera similar al calcio y se localiza selectivamente en los huesos .

Referencias

• Masas de isótopos de:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación N UBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" , Física nuclear A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001
• Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar de:
  • de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atómicos de los elementos. Revisión 2000 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
  • Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atómicos de los elementos 2005 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 78 (11): 2051-2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Lay resumen .
• Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación N UBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" , Física nuclear A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001
  • Centro Nacional de Datos Nucleares . "Base de datos NuDat 2.x" . Laboratorio Nacional Brookhaven .
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Tabla de los isótopos". En Lide, David R. (ed.). Manual CRC de Química y Física (85ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.

1. Meija, Juris; et al. (2016). "Pesos atómicos de los elementos 2013 (Informe técnico IUPAC)" . Química pura y aplicada . 88 (3): 265–91. doi : 10.1515 / pac-2015-0305 .
2. Samir Maji; et al. (2006). "Separación de samario y neodimio: un requisito previo para obtener señales de síntesis nuclear". Analista . 131 (12): 1332-1334. Código Bibliográfico : 2006Ana ... 131.1332M . doi : 10.1039 / b608157f . PMID 17124541 . 
3. Kinoshita, N .; Paul, M .; Kashiv, Y .; Collon, P .; Deibel, CM; DiGiovine, B .; Greene, JP; Henderson, DJ; Jiang, CL; Marley, ST; Nakanishi, T .; Pardo, RC; Rehm, KE; Robertson, D .; Scott, R .; Schmitt, C .; Tang, XD; Vondrasek, R .; Yokoyama, A. (30 de marzo de 2012). "Una vida media más corta de 146Sm medida e implicaciones para la cronología 146Sm-142Nd en el sistema solar". Ciencia . 335 (6076): 1614–1617. arXiv : 1109.4805 . Código Bibliográfico : 2012Sci ... 335.1614K . doi : 10.1126 / science.1215510 . ISSN 0036-8075 . PMID 22461609 .  
4. Él, M .; Shen, H .; Shi, G .; Yin, X .; Tian, ​​W .; Jiang, S. (2009). "Medición de la vida media de ¹⁵¹ Sm". Physical Review C . 80 (6). Código Bibliográfico : 2009PhRvC..80f4305H . doi : 10.1103 / PhysRevC.80.064305 .
5. https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Rendimientos acumulativos de fisión, OIEA
6. Christophe Demazière. "Cálculos de la física del reactor en combustible MOX en reactores de agua hirviendo (BWR)" (PDF) . Agencia de Energía Nuclear de la OCDE. Figura 2, página 6
7. Ballantyne, Jane C; Fishman, Scott M; Rathmell, James P. (1 de octubre de 2009). Manejo del dolor de Bonica . Lippincott Williams y Wilkins. págs. 655–. ISBN 978-0-7817-6827-6. Consultado el 19 de julio de 2011 .