El circonio natural ( 40 Zr) está compuesto por cuatro isótopos estables (de los cuales uno puede ser radiactivo en el futuro) y un radioisótopo de vida muy larga ( 96 Zr), un nucleido primordial que se desintegra a través de la desintegración beta doble con un observado vida media de 2,0 × 10 19 años; [3] también puede sufrir una desintegración beta única , que aún no se ha observado, pero el valor teóricamente predicho de t 1/2 es 2,4 × 10 20 años. [4] El segundo radioisótopo más estable es 93 Zr., que tiene una vida media de 1,53 millones de años. Se han observado otros treinta radioisótopos. Todos tienen vidas medias inferiores a un día, excepto 95 Zr (64,02 días), 88 Zr (83,4 días) y 89 Zr (78,41 horas). El modo de desintegración principal es la captura de electrones para los isótopos más ligeros que 92 Zr, y el modo principal para los isótopos más pesados es la desintegración beta.
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Peso atómico estándar A r, estándar (Zr) | 91.224 (2) [2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Lista de isótopos
Nuclido [n 1] | Z | norte | Masa isotópica( Da ) [n 2] [n 3] | Vida media [n 4] [n 5] | Modo de decaimiento | Hija isótopo [n 6] | Spin y paridad [n 7] [n 5] | Abundancia natural (fracción molar) | |||||||||||
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Energía de excitación | Proporción normal | Rango de variación | |||||||||||||||||
78 Zr | 40 | 38 | 77.95523 (54) # | 50 # ms [> 170 ns] | 0+ | ||||||||||||||
79 Zr | 40 | 39 | 78.94916 (43) # | 56 (30) ms | β + , p | 78 Sr | 5/2 + # | ||||||||||||
β + | 79 Y | ||||||||||||||||||
80 Zr | 40 | 40 | 79,9404 (16) | 4,6 (6) s | β + | 80 Y | 0+ | ||||||||||||
81 Zr | 40 | 41 | 80.93721 (18) | 5,5 (4) s | β + (> 99,9%) | 81 Y | (3/2 -) # | ||||||||||||
β + , p (<0,1%) | 80 Sr | ||||||||||||||||||
82 Zr | 40 | 42 | 81.93109 (24) # | 32 (5) s | β + | 82 Y | 0+ | ||||||||||||
83 Zr | 40 | 43 | 82,92865 (10) | 41,6 (24) s | β + (> 99,9%) | 83 Y | (1/2 -) # | ||||||||||||
β + , p (<0,1%) | 82 Sr | ||||||||||||||||||
84 Zr | 40 | 44 | 83.92325 (21) # | 25,9 (7) min | β + | 84 Y | 0+ | ||||||||||||
85 Zr | 40 | 45 | 84,92147 (11) | 7.86 (4) min | β + | 85 Y | 7/2 + | ||||||||||||
85m Zr | 292,2 (3) keV | 10,9 (3) s | IT (92%) | 85 Zr | (1 / 2−) | ||||||||||||||
β + (8%) | 85 Y | ||||||||||||||||||
86 Zr | 40 | 46 | 85.91647 (3) | 16,5 (1) h | β + | 86 Y | 0+ | ||||||||||||
87 Zr | 40 | 47 | 86,914816 (9) | 1,68 (1) h | β + | 87 Y | (9/2) + | ||||||||||||
87m Zr | 335,84 (19) keV | 14,0 (2) s | ESO | 87 Zr | (1/2) - | ||||||||||||||
88 Zr [n 8] | 40 | 48 | 87,910227 (11) | 83,4 (3) d | CE | 88 Y | 0+ | ||||||||||||
89 Zr | 40 | 49 | 88.908890 (4) | 78,41 (12) horas | β + | 89 Y | 9/2 + | ||||||||||||
89m Zr | 587,82 (10) keV | 4.161 (17) min | IT (93,77%) | 89 Zr | 1 / 2− | ||||||||||||||
β + (6,23%) | 89 Y | ||||||||||||||||||
90 Zr [n 9] | 40 | 50 | 89.9047044 (25) | Estable | 0+ | 0,5145 (40) | |||||||||||||
90m1 Zr | 2319.000 (10) keV | 809,2 (20) ms | ESO | 90 Zr | 5- | ||||||||||||||
90m2 Zr | 3589.419 (16) keV | 131 (4) ns | 8+ | ||||||||||||||||
91 Zr [n 9] | 40 | 51 | 90.9056458 (25) | Estable | 5/2 + | 0.1122 (5) | |||||||||||||
91m Zr | 3167,3 (4) keV | 4,35 (14) μs | (21/2 +) | ||||||||||||||||
92 Zr [n 9] | 40 | 52 | 91.9050408 (25) | Estable | 0+ | 0.1715 (8) | |||||||||||||
93 Zr [n 10] | 40 | 53 | 92.9064760 (25) | 1,53 (10) × 10 6 y | β - (73%) | 93m Nb | 5/2 + | ||||||||||||
β - (27%) | 93 Nb | ||||||||||||||||||
94 Zr [n 9] | 40 | 54 | 93.9063152 (26) | Observacionalmente estable [n 11] | 0+ | 0.1738 (28) | |||||||||||||
95 Zr [n 9] | 40 | 55 | 94.9080426 (26) | 64.032 (6) d | β - | 95 Nb | 5/2 + | ||||||||||||
96 Zr [n 12] [n 9] | 40 | 56 | 95.9082734 (30) | 20 (4) × 10 18 y | β - β - [n 13] | 96 meses | 0+ | 0.0280 (9) | |||||||||||
97 Zr | 40 | 57 | 96,9109531 (30) | 16,744 (11) horas | β - | 97m Nb | 1/2 + | ||||||||||||
98 Zr | 40 | 58 | 97,912735 (21) | 30,7 (4) s | β - | 98 Nb | 0+ | ||||||||||||
99 Zr | 40 | 59 | 98,916512 (22) | 2,1 (1) s | β - | 99m Nb | 1/2 + | ||||||||||||
100 Zr | 40 | 60 | 99,91776 (4) | 7,1 (4) s | β - | 100 Nb | 0+ | ||||||||||||
101 Zr | 40 | 61 | 100,92114 (3) | 2,3 (1) s | β - | 101 Nb | 3/2 + | ||||||||||||
102 Zr | 40 | 62 | 101.92298 (5) | 2,9 (2) s | β - | 102 Nb | 0+ | ||||||||||||
103 Zr | 40 | 63 | 102,92660 (12) | 1,3 (1) s | β - | 103 Nb | (5 / 2−) | ||||||||||||
104 Zr | 40 | 64 | 103.92878 (43) # | 1,2 (3) s | β - | 104 Nb | 0+ | ||||||||||||
105 Zr | 40 | sesenta y cinco | 104.93305 (43) # | 0,6 (1) s | β - (> 99,9%) | 105 Nb | |||||||||||||
β - , n (<0,1%) | 104 Nb | ||||||||||||||||||
106 Zr | 40 | 66 | 105.93591 (54) # | 200 # ms [> 300 ns] | β - | 106 Nb | 0+ | ||||||||||||
107 Zr | 40 | 67 | 106.94075 (32) # | 150 # ms [> 300 ns] | β - | 107 Nb | |||||||||||||
108 Zr | 40 | 68 | 107.94396 (64) # | 80 # ms [> 300 ns] | β - | 108 Nb | 0+ | ||||||||||||
109 Zr | 40 | 69 | 108.94924 (54) # | 60 # ms [> 300 ns] | |||||||||||||||
110 Zr | 40 | 70 | 109.95287 (86) # | 30 # ms [> 300 ns] | 0+ | ||||||||||||||
111 Zr [6] | 40 | 71 | |||||||||||||||||
112 Zr [6] | 40 | 72 | 0+ | ||||||||||||||||
113 Zr [7] | 40 | 73 | |||||||||||||||||
114 Zr [8] | 40 | 74 | 0+ | ||||||||||||||||
Este encabezado y pie de página de la tabla: |
- ^ m Zr: isómero nuclear excitado.
- ^ () - La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
- ^ # - 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).
- ^ Vida media en negrita : casi estable, vida media más larga que la edad del universo .
- ^ a b # - Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
- ^ Símbolo en negrita como hija: el producto secundario es estable.
- ^ () valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
- ^ Segundo absorbedor de neutrones conocido más poderoso
- ^ a b c d e f Producto de fisión
- ^ Producto de fisión de larga duración
- ^ Se cree que se descompone por β - β - a 94 Mo con una vida media de más de 1.1 × 10 17 años
- ^ Primordial radionucleido
- ^ Teorizado que también someterse β - decaimiento a 96 Nb con una vida media parcial mayor que 2,4 × 10 19 y [5]
Circonio-88
88 Zr es un radioisótopo de circonio con una vida media de 83,4 días. En enero de 2019, se descubrió que este isótopo tenía una sección transversal de captura de neutrones de aproximadamente 861.000 graneros; esto es varios órdenes de magnitud mayor de lo previsto y mayor que el de cualquier otro nucleido excepto el xenón-135 . [9]
Circonio-89
89 Zr es un radioisótopo de circonio con una vida media de 78,41 horas. Se produce por irradiación de protones de itrio-89 natural. Su fotón gamma más prominente tiene una energía de 909 keV.
El circonio-89 se emplea en aplicaciones de diagnóstico especializadas utilizando imágenes de tomografía por emisión de positrones [10] , por ejemplo, con anticuerpos marcados con circonio-89 (inmuno-PET). [11] Para una tabla de decadencia, vea Maria Vosjan. "Circonio-89 ( 89 Zr)" . Cyclotron.nl.
Circonio-93
Térmico | Rápido | 14 MeV | |
---|---|---|---|
232 mil | no fisible | 6,70 ± 0,40 | 5,58 ± 0,16 |
233 U | 6,979 ± 0,098 | 6,94 ± 0,07 | 5,38 ± 0,32 |
235 U | 6,346 ± 0,044 | 6,25 ± 0,04 | 5,19 ± 0,31 |
238 U | no fisible | 4,913 ± 0,098 | 4,53 ± 0,13 |
239 Pu | 3,80 ± 0,03 | 3,82 ± 0,03 | 3,0 ± 0,3 |
241 Pu | 2,98 ± 0,04 | 2,98 ± 0,33 | ? |
Nucleido | t 1 ⁄ 2 | Producir | Energía de descomposición [a 1] | Modo de decaimiento |
---|---|---|---|---|
( Ma ) | (%) [a 2] | ( keV ) | ||
99 Tc | 0,211 | 6.1385 | 294 | β |
126 Sn | 0,230 | 0.1084 | 4050 [a 3] | β γ |
79 Se | 0.327 | 0.0447 | 151 | β |
93 Zr | 1,53 | 5.4575 | 91 | βγ |
135 C | 2.3 | 6,9110 [a 4] | 269 | β |
107 Pd | 6.5 | 1,2499 | 33 | β |
129 Yo | 15,7 | 0.8410 | 194 | βγ |
|
93 Zr es un radioisótopo de circonio con una vida media de 1,53 millones de años, que se descompone por emisión de una partícula beta de baja energía. El 73% de las desintegraciones pueblan un estado excitado de niobio -93, que se desintegra con una vida media de 14 años y un rayo gamma de baja energíahasta el estado fundamental estable de 93 Nb, mientras que el 27% restante de las desintegraciones pueblan directamente el estado fundamental. [13] Es uno de los siete productos de fisión de larga duración . La baja actividad específica y la baja energía de sus radiaciones limitan los peligros radiactivos de este isótopo.
La fisión nuclear lo produce con un rendimiento de fisión del 6,3% (fisión de neutrones térmicos de 235 U), a la par con los otros productos de fisión más abundantes. Los reactores nucleares generalmente contienen grandes cantidades de circonio como revestimiento de barras de combustible (ver zircaloy ), y la irradiación de neutrones de 92 Zr también produce alrededor de 93 Zr, aunque esto está limitado por la sección transversal de baja captura de neutrones de 92 Zr de 0.22 graneros .
93 Zr también tiene una sección transversal de captura de neutrones baja de 0,7 graneros. [14] [15] La mayor parte del circonio de fisión consiste en otros isótopos; el otro isótopo con una sección transversal de absorción de neutrones significativa es 91 Zr con una sección transversal de 1,24 graneros. 93 Zr es un candidato menos atractivo para su eliminación mediante transmutación que son 99 Tc y 129 me . La movilidad en el suelo es relativamente baja, por lo que la eliminación geológica puede ser una solución adecuada.
Referencias
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- 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
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- Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
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- Centro Nacional de Datos Nucleares . "Base de datos NuDat 2.x" . Laboratorio Nacional Brookhaven .
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