Изотопы фосфора

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Фосфор-32»)
Перейти к навигации Перейти к поиску

Изотопы фосфора— разновидности атомовядер) химического элемента фосфора, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

Единственным стабильным изотопом является 31P. Таким образом, природный фосфор является практически изотопно-чистым элементом. Самым долгоживущим радиоизотопом является 33P с периодом полураспада 25,35 суток.

Бета-эмиттер с энергией 1,7 МЭв. Период полураспада ~14 дней (падение активности ~5 % в сутки) по схеме 32P → 32S e. Нашел применение в медицине для диагностических и лечебных целей, изучения закономерностей обмена веществ.

Может получаться из природного изотопа серы-32 облучением нейтронами по схеме[1] 32S (n, p) → 32P. Либо облучением нейтронами природного фосфора 31P с захватом нейтрона.

В 2017 году в России синтез изотопа и получение химических препаратов на его основе ведется в Томском политехническом университете.[2]

Бета-эмиттер с энергией 0,25 МЭв. Период полураспада ~25 дней по схеме 33P → 33S e. Может применяться для тех же диагностических целей что и фосфор-32. Однако этот изотоп гораздо дороже в связи с синтезом из серы-33, содержание которой в природной сере всего 0,75%. Соответственно, появляется дорогостоящий этап разделения изотопов и обогащения мишени по сере-33.[1]

Таблица изотопов фосфора

[править | править код]
Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[3]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[4]
(T1/2)
Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[4]
Распространённость
изотопа в природе
Энергия возбуждения
25P 15 10 25,02119(43)# <30 нс p 24Si (1/2 )#
26P 15 11 26,01178(21)# 43,7(6) мс β (63,2%) 26Si (3 )
β , p (36,8%) 25Al
26mP 164,4(1) кэВ 120(9) нс ИП 26P
27P 15 12 26,999224(28) 260(80) мс β (99,93%) 27Si 1/2
β , p (0,07%) 26Al
28P 15 13 27,9923266(12) 270,3(5) мс β (99,99%) 28Si 3
β , p (0,0013%) 27Al
β , α (8,6⋅10−4%) 24Mg
29P 15 14 28,9818004(4) 4,142(15) с β 29Si 1/2
30P 15 15 29,97831349(7) 2,498(4) мин β 30Si 1
31P 15 16 30,9737619986(7) стабилен 1/2 1,0000
32P 15 17 31,97390764(4) 14,268(5) сут β 32S 1 следовые кодичества[прим. 1]
33P 15 18 32,9717257(12) 25,35(11) сут β 33S 1/2
34P 15 19 33,9736459(9) 12,43(10) с β 34S 1
35P 15 20 34,9733141(20) 47,3(8) с β 35S 1/2
36P 15 21 35,978260(14) 5,6(3) с β 36S 4−
37P 15 22 36,97961(4) 2,31(13) с β 37S (1/2 )
38P 15 23 37,98430(8) 0,64(14) с β (87,5%) 38S
β, n (12,5%) 37S
39P 15 24 38,98629(12) 282(24) мс β (73,2%) 39S 1/2 #
β, n (26,8%) 38S
40P 15 25 39,99129(16) 150(8) мс β (84,2%) 40S (2−,3−)
β, n (15,8%) 39S
41P 15 26 40,99465(13) 101(5) мс β (70%) 41S 1/2 #
β, n (30%) 40S
42P 15 27 42,00108(34) 48,5(15) мс β (50%) 42S
β, n (50%) 41S
43P 15 28 43,00502(60) 35,8(13) мс β, n 42S 1/2 #
β 43S
44P 15 29 44,01122(54)# 18,5(25) мс β 44S
45P 15 30 45,01675(54)# 8# мс [>200 нс] β 45S 1/2 #
46P 15 31 46,02466(75)# 4# мс [>200 нс] β 46S
47P[5] 15 32 47,03190(86)# 2# мс β 47S

Пояснения к таблице

[править | править код]
  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов.
  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада.
  • 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 Z и 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.

Комментарии

[править | править код]
  1. Продукт распада кремния-32, возникающего при ращеплении ⁴⁰Ar космическими лучами

Примечания

[править | править код]
  1. 1 2 Радиоактивные изотопы в физико-химической биологии. Дата обращения: 29 декабря 2017. Архивировано 30 декабря 2017 года.
  2. Томский политех наладил единственное в России производство ортофосфорной кислоты на основе дефицитного фосфора-32. Дата обращения: 29 декабря 2017. Архивировано 30 декабря 2017 года.
  3. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030003-1—030003-442. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
  4. 1 2 Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode2017ChPhC..41c0001A.Открытый доступ
  5. Neufcourt, L.; Cao, Y.; Nazarewicz, W.; Olsen, E.; Viens, F. (2019). "Neutron drip line in the Ca region from Bayesian model averaging". Physical Review Letters. 122: 062502–1—062502–6. arXiv:1901.07632. doi:10.1103/PhysRevLett.122.062502.