Natriumisotoper

Natriumisotoper är isotoper av grundämnet natrium (Na), det vill säga atomer och kärnor med 11 protoner och olika antal neutroner.

Isotoper

Natrium har 20 kända isotoper, varav 1 är stabil (²³Na), samt 2 isomerer (^22mNa och ^24mNa).

Det är alltså ett monoisotopiskt grundämne, och då ²³Na är den enda primordiala nukliden, är det även ett mononuklidiskt grundämne.

Natrium har två radioaktiva kosmogena nuklider (²²Na, halveringstid = 2,6027 år; och ²⁴Na, halveringstid = 14,959 timmar). Med undantag av dessa två, har alla andra radioisotoper halveringstider under en minut, de flesta under en sekund. Den minst stabila isotopen är ¹⁸Na, med en halveringstid på 1,3(4) × 10⁻²¹ sekunder.

Akut neutronstrålningsexponering (exempelvis från en kritisk kärnkraftsolycka) omvandlar en del av den stabila isotopen ²³Na i humanblodplasma till ²⁴Na. Genom att mäta koncentrationen av denna isotop, kan neutronstrålningsdosen för offret beräknas.

²²Na är en positronemitterande isotop med en anmärkningsvärt lång halveringstid. Den används för att skapa testobjekt och punktkällor för positronemissionstomografi.

Natrium-24

²⁴Na är en radioisotop vars kärna består 11 protoner och 13 neutroner. Den skapas genom att neutronbombardera ²³Na. Med en halveringstid på 14,959 timmar, sönderfaller ²⁴Na till ²⁴Mg genom emission av en elektron och två gammastrålar. Exponering för den mänskliga kroppen av ett intensiv neutronflöde resulterar i ²⁴Na i blodplasma. Mätningar av dess mängd används för att bestämma den absorberade strålningsdosen i patienten, och även nivån av medicinsk behandling som krävs.

När natrium–kalium-legering (NaK) används som kylmedel i kärnreaktorer skapas ²⁴Na, vilket gör kylmedlet radioaktivt. Då ²⁴Na sönderfaller, medför det en uppbyggnad av magnesium i kylmediet. Eftersom halveringstiden är så kort, upphör kylmedlet är vara radioaktivt inom några dagar efter avlägsnandet från reaktorn.

Tabell

Nuklid	Z	N	Massa (u)	Halveringstid	ST (%)	SE (MeV)	SP	Spinn	Förekomst (%)
	Excitationsenergi (keV)
18Na	11	7	18,02597(5)	1,3(4) × 10−21 s	p		17Ne	(1−)
					β  (0,1 %)		18Ne
19Na	11	8	19,013877(13)	< 40 ns	p		18Ne	(5⁄2 )#
20Na	11	9	20,007351(7)	447,9 ms	β  (75 %)	13,887	20Ne	2
					β    α (25 %)		16O
21Na	11	10	20,9976552(8)	22,49 s	β	3,547	21Ne	3⁄2
22Na	11	11	21,9944364(4)	2,6027 a	β	2,842	22Ne	3	Spår
22mNa	583,03(9)			2,6027 a				1
23Na	11	12	22,9897692809(29)	Stabil				3⁄2	100
24Na	11	13	23,99096278(8)	14,959 h	β−	5,516	24Mg	4	Spår
24mNa	472,207(9)			14,959 h	IT (99,95 %)	0,472	24Na	1
					β− (0,05 %)	5,988	24Mg
25Na	11	14	24,9899540(13)	59,1 s	β−	3,835	25Mg	5⁄2
26Na	11	15	25,992633(6)	1,077 s	β−	9,312	26Mg	3
27Na	11	16	26,994077(4)	301 ms	β− (99,87 %)	9,01	27Mg	5⁄2
					β−   n (0,13 %)	2,56	26Mg
28Na	11	17	27,998938(14)	30,5 ms	β− (99,421 %)	13,99	28Mg	1
					β−   n (0,579 %)	5,48	27Mg
29Na	11	18	29,002861(14)	44,9 ms	β− (74,09 %)	13,28	29Mg	3⁄2( #)
					β−   n (25,91 %)	9,57	28Mg
30Na	11	19	30,008976(27)	48,4 ms	β− (68,83 %)	17,48	30Mg	2
					β−   n (30 %)	11,18	29Mg
					β−   2n (1,17 %)		28Mg
					β−   α	5,74	26Ne
31Na	11	20	31,01359(23)	17 ms	β− (62,05 %)	15,88	31Mg	(3⁄2 )
					β−   n	13,4	30Mg
					β−   2n		29Mg
					β−   3n		28Mg
32Na	11	21	32,02047(38)	12,9 ms	β−	19,1	32Mg	(3−, 4−)
					β−   n	13,4	31Mg
					β−   2n		30Mg
33Na	11	22	33,02672(94)	8,2 ms	β−   n (52 %)	18,2	32Mg	3⁄2 #
					β− (36 %)	20,3	33Mg
					β−   2n (12 %)		31Mg
34Na	11	23	34,03517(96)#	5,5 ms	β−   2n (50 %)		32Mg	1
					β− (35 %)	24,1	34Mg
					β−   n (15 %)	19,2	33Mg
35Na	11	24	35,04249(102)#	1,5 ms	β− (> 99,9 %)	24,9	35Mg	3⁄2 #
					β−   n (< 1 %)	24,6	34Mg
36Na	11	25	36,05148(102)#	180 ns	n
37Na	11	26	37,05934(103)#	1 ms	β−			3⁄2 #
					β−   n (< 0,1 %)

Anmärkningar

• Stabila isotoper anges i fetstil.
• Värden markerade med # härrör inte enbart från experimentella data, men åtminstone delvis från systematiska trender.
• Osäkerheter anges i kort form i parentes efter värdet. Osäkerhetsvärden anger en standardavvikelse, utom isotopsammansättningen och standardatommassa från IUPAC, som använder expanderade osäkerhet.
• Nuklidmassor är givna av IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO).
• Isotopförekomster är givna av IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.

Källor

• Isotopmassor:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). ”The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics 729: sid. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf. 
• Isotopsammansättning och standardatommassa:
  • J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). ”Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 75 (6): sid. 683–800. doi:10.1351/pac200375060683. http://www.iupac.org/publications/pac/75/6/0683/pdf/. 
  • M. E. Wieser (2006). ”Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11): sid. 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051. http://iupac.org/publications/pac/78/11/2051/pdf/. 
• Spinn och isomerdata:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). ”The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729: sid. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf. 
  • National Nuclear Data Center. ”NuDat 2.1 database”. Brookhaven National Laboratory. http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/. Läst 1 september 2005. 
  • N. E. Holden (2004). ”Table of the Isotopes, Section 11”. i D. R. Lide. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9 

Externa länkar

• Natriumisotopdata från The Berkeley Laboratory Isotopes Project's (engelska)