Ізотопи натрію

Існує 20 ізотопів натрію, починаючи з ¹⁷
Na до ³⁹
Na (за винятком досі невідомих ³⁶Na та ³⁸Na),^[1] та п’яти ізомерів (два на ²²
Na і по одному для ²⁴
Na, ²⁶
Na і ³²
Na). ²³
Na є єдиним стабільним(інші мови) (і єдиним первинним) ізотопом. Він вважається моноізотопним елементом і має стандартну атомну вагу(інші мови) 22,98976928(2) а.о.м. Натрій має два радіоактивних космогенних ізотопи ( ²²
Na з періодом напіврозпаду 2,6019(6) років;^{[nb 1]} і ²⁴
Na з періодом напіврозпаду 14,9560(15) годин). За винятком цих двох ізотопів, усі інші ізотопи мають період напіврозпаду менше хвилини, більшість – менше секунди. Найкоротший період напірозпаду ¹⁸
Na 1,3(4) секунд (хоча період напіврозпаду так само незв’язаного ¹⁷Na не вимірюється).

Опромінення нейтронним випромінюванням (наприклад, внаслідок ядерної аварії критичності) перетворює деякі стабільні ²³
Na (у формі іона Na⁺) у плазмі крові людини до ²⁴
Na. Вимірюючи концентрацію цього ізотопу, можна розрахувати дозу нейтронного випромінювання для жертви.

²²
Na - ізотоп, що випромінює позитрони, з надзвичайно довгим періодом напіврозпаду. Використовується для створення тестових об'єктів і точкових джерел для позитрон-емісійної томографії.

Список ізотопів

Символ ізотопу	Z(p)	N(n)	Маса ізотопу (u)^{[n 1]}^{[n 2]}^[2]	Період напіврозпаду^{[n 3]}^[3]	Типи розпаду^{[n 4]}^[3]	Дочірні ізотопи^{[n 5]}	Спін і парність ядра^{[n 6]}^{[n 7]}^[3]	Поширеність ізотопу в природі (мольна частка)^[3]
17Na	11	6	17,037270(60)		p	16Ne	(1/2+)
18Na	11	7	18,02688(10)	1,3(4) зс	p ?^{[n 8]}	17Ne	1−#
19Na	11	8	19,013880(11)	> 1 ас	p	18Ne	(5/2+)
20Na	11	9	20,0073543(12)	447,9(2.3) мс	β⁺ (75.0(4)%)	20Ne	2+
20Na	11	9	20,0073543(12)	447,9(2.3) мс	β⁺α (25.0(4)%)	16O	2+
21Na	11	10	20,99765446(5)	22,4550(54) с	β⁺	21Ne	3/2+
22Na	11	11	21,99443742(18)	2,6019(6) р^{[nb 1]}	β⁺ (90.57(8)%)	22Ne	3+	Сліди^{[n 9]}
22Na	11	11	21,99443742(18)	2,6019(6) р^{[nb 1]}	ε (9.43(6)%)	22Ne	3+	Сліди^{[n 9]}
22m1Na	583,05(10) кеВ			243(2) нс	ІП	22Na	1+
22m2Na	657,.00(14) кеВ			19,6(7) пс	ІП	22Na	0+
23Na	11	12	22,9897692820(19)	Stable			3/2+	1
24Na	11	13	23,990963012(18)	14,9560(15) год	β⁻	24Mg	4+	Сліди^{[n 9]}
24mNa	472,2074(8) кеВ			20,18(10) мс	ІП (99.95%)	24Na	1+
24mNa	472,2074(8) кеВ			20,18(10) мс	β⁻ (0.05%)	24Mg	1+
25Na	11	14	24,9899540(13)	59,1(6) с	β⁻	25Mg	5/2+
26Na	11	15	25,992635(4)	1,07128(25) с	β⁻	26Mg	3+
26mNa	82,4(4) кеВ			4,35(16) мкс	ІП	26Na	1+
27Na	11	16	26,994076(4)	301(6) мс	β⁻ (99.902(24)%)	27Mg	5/2+
27Na	11	16	26,994076(4)	301(6) мс	β⁻n (0.098(24)%)	26Mg	5/2+
28Na	11	17	27,998939(11)	33,1(1,3) мс	β⁻ (99.42(12)%)	28Mg	1+
28Na	11	17	27,998939(11)	33,1(1,3) мс	β⁻n (0.58(12)%)	27Mg	1+
29Na	11	18	29,002877(8)	43,2(4) мs	β⁻ (78%)	29Mg	3/2+
					β⁻n (22(3)%)	28Mg
					β⁻2n ?^{[n 10]}	27Mg ?
30Na	11	19	30,009098(5)	45,9(7) мс	β⁻ (70.2(2.2)%)	30Mg	2+
					β⁻n (28.6(2.2)%)	29Mg
					β⁻2n (1.24(19)%)	28Mg
					β⁻α (5.5(2)%×10⁻⁵)	26Ne
31Na	11	20	31,013147(15)	16,8(3) мс	β⁻ (> 63.2(3.5)%)	31Mg	3/2+
					β⁻n (36.0(3.5)%)	30Mg
					β⁻2n (0.73(9)%)	29Mg
					β⁻3n (< 0.05%)	28Mg
32Na	11	21	32,020010(40)	12,9(3) мс	β⁻ (66.4(6.2)%)	32Mg	(3−)
					β⁻n (26(6)%)	31Mg
					β⁻2n (7.6(1.5)%)	30Mg
32mNa^[4]	625 кеВ			24(2) мкс	ІП	32Na	(0+,6−)
33Na	11	22	33,02553(48)	8,2(4) мс	β⁻n (47(6)%)	32Mg	(3/2+)
					β⁻ (40.0(6.7)%)	33Mg
					β⁻2n (13(3)%)	31Mg
34Na	11	23	34,03401(64)	5,5(1.0) мс	β⁻2n (~50%)	32Mg	1+
					β⁻ (~35%)	34Mg
					β⁻n (~15%)	33Mg
35Na	11	24	35,04061(72)#	1,5(5) мс	β⁻	35Mg	3/2+#
					β⁻n ?^{[n 10]}	34Mg ?
					β⁻2n ?^{[n 10]}	33Mg ?
37Na	11	26	37,05704(74)#	1# мс [> 1.5 мкс]	β⁻ ?^{[n 10]}	37Mg ?	3/2+#
					β⁻n ?^{[n 10]}	36Mg ?
					β⁻2n ?^{[n 10]}	35Mg ?
39Na^[1]	11	28	39,07512(80)#	1# мс [> 400 нс]	β⁻ ?^{[n 10]}	39Mg ?	3/2+#
					β⁻n ?^{[n 10]}	38Mg ?
					β⁻2n ?^{[n 10]}	37Mg ?

↑ ( ) — Похибка (1σ) наводиться в стислій формі в круглих дужках після відповідних останніх цифр.
↑ # — Атомна маса, позначена #: значення та невизначеність, отримані не з чисто експериментальних даних, а принаймні частково з тенденцій поверхні мас.
↑ # — Значення, позначені #, отримані не виключно з експериментальних даних, але принаймні частково з трендів сусідніх нуклідів.
↑ Скорочення:
ЕЗ: електронне захоплення
ІП: ізомерний перехід
↑ Жирним для стабільних ізотопів
↑ # — Значення, позначені #, отримані не виключно з експериментальних даних, але принаймні частково з трендів сусідніх нуклідів.
↑ Спіни зі слабким оцінковим обґрунтуванням взяті в дужки.
↑ Показаний шлях розпаду спостерігався, але його інтенсивність експериментально невідома.
↑ ^а ^б Космогенний нуклід
↑ ^а ^б ^в ^г ^д ^е ^ж ^и ^к Показаний шлях розпаду енергетично дозволений, але експериментально не спостерігався в цьому нукліді.

Натрій-22

Натрій-22 — радіоактивний ізотоп натрію, який зазнає позитронного розпаду до 22Ne з періодом напіврозпаду 2,6019(6) років. Він також широко використовується у спектроскопії анігіляції позитронів.^[5]

Натрій-23

Натрій-23 — ізотоп натрію з атомною масою 22,98976928. Це єдиний стабільний ізотоп(інші мови) натрію, а також єдиний первинний ізотоп. Через велику кількість натрію-23 використовується в ядерному магнітному резонансі в різних галузях досліджень, включаючи матеріалознавство та дослідження батарей.^[6] Релаксація натрію-23 має застосування у вивченні взаємодії катіонів і біомолекул, внутрішньоклітинного та позаклітинного натрію, транспорту іонів в батареях та квантової обробки інформації.^[7]

Натрій-24

Натрій-24 є радіоактивним і може бути створений із звичайного натрію-23 шляхом нейтронної активації. З періодом напіврозпаду 14,9560(15) год, ²⁴
Na розпадається до ²⁴
Mg випромінюванням електрона і двох гамма-променів.^[8]^[9]

Вплив інтенсивного нейтронного випромінювання на організм людини створює ²⁴
Na в плазмі крові. Вимірювання його кількості можна проводити для визначення поглиненої дози опромінення пацієнта.^[9]

Коли натрій використовується як теплоносій у реакторах-розмножувачах на швидких нейтронах, утворюється ²⁴
Na, який робить теплоносій радіоактивним. Коли ²⁴
Na розкладається, це спричиняє накопичення магнію в теплоносії. Оскільки період напіврозпаду короткий, ²⁴
Na частина теплоносія перестає бути радіоактивною протягом декількох днів після видалення з реактора. Витік гарячого натрію з первинного контуру може спричинити радіоактивні пожежі, оскільки він може спалахнути при контакті з повітрям (і вибухнути при контакті з водою). З цієї причини первинний контур охолодження знаходиться всередині захисної ємності.^[10]

Натрій був запропонований як оболонка для посоленої бомби, оскільки він перетворювався б на ²⁴
Na, що створить інтенсивне гамма-випромінювання протягом кількох днів.^[11]^[12]

Коментарі

↑ ^а ^б Зауважте, що NUBASE2020 використовує тропічний рік для перетворення між роками та іншими одиницями часу, а не григоріанський рік. Відношення між роками та іншими одиницями часу в NUBASE2020 таке:1 y = 365.2422 d = 31 556 926 s

Примітки

↑ ^а ^б Ahn, D.S. та ін. (14 листопада 2022). Discovery of ³⁹Na. Physical Review Letters. 129 (21): 212502. Bibcode:2022PhRvL.129u2502A. doi:10.1103/PhysRevLett.129.212502. PMID 36461972.
↑ Wang, Meng; Huang, W.J.; Kondev, F.G.; Audi, G.; Naimi, S. (1 березня 2021). The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references*. Chinese Physics C. Т. 45, № 3. с. 030003. doi:10.1088/1674-1137/abddaf. ISSN 1674-1137. Процитовано 28 січня 2025.
↑ ^а ^б ^в ^г Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (1 березня 2021). The NUBASE2020 evaluation of nuclear physics properties *. Chinese Physics C. Т. 45, № 3. с. 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae. ISSN 1674-1137. Процитовано 28 січня 2025.
↑ Gray, T. J.; Allmond, J. M.; Xu, Z.; King, T. T.; Lubna, R. S.; Crawford, H. L.; Tripathi, V.; Crider, B. P.; Grzywacz, R.; Liddick, S. N.; Macchiavelli, A. O.; Miyagi, T.; Poves, A.; Andalib, A.; Argo, E.; Benetti, C.; Bhattacharya, S.; Campbell, C. M.; Carpenter, M. P.; Chan, J.; Chester, A.; Christie, J.; Clark, B. R.; Cox, I.; Doetsch, A. A.; Dopfer, J.; Duarte, J. G.; Fallon, P.; Frotscher, A.; Gaballah, T.; Harke, J. T.; Heideman, J.; Huegen, H.; Holt, J. D.; Jain, R.; Kitamura, N.; Kolos, K.; Kondev, F. G.; Laminack, A.; Longfellow, B.; Luitel, S.; Madurga, M.; Mahajan, R.; Mogannam, M. J.; Morse, C.; Neupane, S.; Nowicki, A.; Ogunbeku, T. H.; Ong, W.-J.; Porzio, C.; Prokop, C. J.; Rasco, B. C.; Ronning, E. K.; Rubino, E.; Ruland, T. J.; Rykaczewski, K. P.; Schaedig, L.; Seweryniak, D.; Siegl, K.; Singh, M.; Stuchbery, A. E.; Tabor, S. L.; Tang, T. L.; Wheeler, T.; Winger, J. A.; Wood, J. L. (13 червня 2023). Microsecond Isomer at the N = 20 Island of Shape Inversion Observed at FRIB. Physical Review Letters. 130 (24). arXiv:2302.11607. doi:10.1103/PhysRevLett.130.242501.
↑ Saro, Matúš; Kršjak, Vladimír; Petriska, Martin; Slugeň, Vladimír (29 липня 2019). Sodium-22 source contribution determination in positron annihilation measurements using GEANT4. AIP Conference Proceedings. 2131 (1): 020039. Bibcode:2019AIPC.2131b0039S. doi:10.1063/1.5119492. ISSN 0094-243X.
↑ Gotoh, Kazuma (8 лютого 2021). 23Na Solid-State NMR Analyses for Na-Ion Batteries and Materials. Batteries & Supercaps. 4 (8): 1267—127. doi:10.1002/batt.202000295.
↑ Song, Yifan; Yin, Yu; Chen, Qinlong; Marchetti, Alessandro; Kong, Xueqian (2023). 23Na relaxometry: An overview of theory and applications. Magnetic Resonance Letters. 3 (2): 150—174. doi:10.1016/j.mrl.2023.04.001.
↑ sodium-24. Encyclopædia Britannica.
↑ ^а ^б Ekendahl, Daniela; Rubovič, Peter; Žlebčík, Pavel; Hupka, Ivan; Huml, Ondřej; Bečková, Věra; Malá, Helena (7 листопада 2019). Neutron dose assessment using samples of human blood and hair. Radiation Protection Dosimetry. 186 (2–3): 202—205. doi:10.1093/rpd/ncz202. PMID 31702764.
↑ Unusual occurrences during LMFR operation (PDF) (англ.). Міжнародне агентство з атомної енергії. Процитовано 1 березня 2025.
↑ Science: fy for Doomsday. Time. 24 листопада 1961. Архів оригіналу за 14 березня 2016.
↑ Clark, W. H. (1961). Chemical and Thermonuclear Explosives. Bulletin of the Atomic Scientists. 17 (9): 356—360. Bibcode:1961BuAtS..17i.356C. doi:10.1080/00963402.1961.11454268.