Ізотопи торію

Ізотопи торію — різновиди хімічного елемента торію, що мають різну кількість нейтронів у ядрі. Нині^[коли?] відомо 30 ізотопів торію і ще 3 збуджених ізомерних стани деяких його нуклідів.

Торій не має стабільних ізотопів, проте ізотоп торій-232 має дуже великий період напіврозпаду (14 мільярдів років) і тому зустрічається в природі. Деякі інші ізотопи торію можуть зустрічатися в природних зразках у слідових кількостях, оскільки входять до радіоактивних рядів природних ізотопів урану і торію.

На зорі розвитку ядерних технологій деякі ізотопи торію отримали власні назви:

радіоактиній ²²⁷Th
радіоторій ²²⁸Th
іоній ²³⁰Th
уран Y ²³¹Th
уран X1 ²³⁴Th

Таблиця ізотопів торію

Символ нукліду	Історична назва	Z(p)	N(n)	Маса ізотопу^[1] (а. о. м.)	Період напіврозпаду^[2] (T_1/2)	Канал розпаду	Продукт розпаду	Спін і парність^[2]ядра	Поширеність ізотопу в природі
Символ нукліду	Історична назва	Енергія збудження			Період напіврозпаду^[2] (T_1/2)	Канал розпаду	Продукт розпаду	Спін і парність^[2]ядра	Поширеність ізотопу в природі
208Th^[3]		90	118	208,01791(4)	1,7(+1,7-0,6) мс	α	204Ra	0+
209Th^[4]		90	119	209,01772(11)	7(5) мс [3,8(+69−15)]	α	205Ra	5/2−#
210Th		90	120	210,015075(27)	17(11) мс [9(+17−4) мс]	α	206Ra	0+
210Th		90	120	210,015075(27)	17(11) мс [9(+17−4) мс]	β⁺ (рідко)	210Ac	0+
211Th		90	121	211,01493(8)	48(20) мс [0,04(+3−1) с]	α	207Ra	5/2−#
211Th		90	121	211,01493(8)	48(20) мс [0,04(+3−1) с]	β⁺ (рідко)	211Ac	5/2−#
212Th		90	122	212,01298(2)	36(15) мс [30(+20-10) мс]	α (99,7 %)	208Ra	0+
212Th		90	122	212,01298(2)	36(15) мс [30(+20-10) мс]	β⁺ (0,3 %)	212Ac	0+
213Th		90	123	213,01301(8)	140(25) мс	α	209Ra	5/2−#
213Th		90	123	213,01301(8)	140(25) мс	β⁺ (рідко)	213Ac	5/2−#
214Th		90	124	214,011500(18)	100(25) мс	α	210Ra	0+
215Th		90	125	215,011730(29)	1,2(2) с	α	211Ra	(1/2−)
216Th		90	126	216,011062(14)	26,8(3) мс	α (99,99 %)	212Ra	0+
216Th		90	126	216,011062(14)	26,8(3) мс	β⁺ (0,006 %)	216Ac	0+
216m1Th		2042(13) кэВ			137(4) мкс			(8+)
216m2Th		2637(20) кэВ			615(55) нс			(11−)
217Th		90	127	217,013114(22)	240(5) мкс	α	213Ra	(9/2+)
218Th		90	128	218,013284(14)	109(13) нс	α	214Ra	0+
219Th		90	129	219,01554(5)	1,05(3) мкс	α	215Ra	9/2+#
219Th		90	129	219,01554(5)	1,05(3) мкс	β⁺ (10⁻⁷%)	219Ac	9/2+#
220Th		90	130	220,015748(24)	9,7(6) мкс	α	216Ra	0+
220Th		90	130	220,015748(24)	9,7(6) мкс	ЭЗ (2⋅10⁻⁷%)	220Ac	0+
221Th		90	131	221,018184(10)	1,73(3) мс	α	217Ra	(7/2+)
222Th		90	132	222,018468(13)	2,237(13) мс	α	218Ra	0+
222Th		90	132	222,018468(13)	2,237(13) мс	ЕЗ (1,3⋅10⁻⁸%)	222Ac	0+
223Th		90	133	223,020811(10)	0,60(2) с	α	219Ra	(5/2)+
224Th		90	134	224,021467(12)	1,05(2) с	α	220Ra	0+
						β⁺β⁺ (рідко)	224Ra
						КР (рідко)	208Pb 16O
225Th		90	135	225,023951(5)	8,72(4) хв	α (90 %)	221Ra	(3/2)+
225Th		90	135	225,023951(5)	8,72(4) хв	ЕЗ (10 %)	225Ac	(3/2)+
226Th		90	136	226,024903(5)	30,57(10) хв	α	222Ra	0+
227Th	Радіоактиній	90	137	227,0277041(27)	18,68(9) сут	α	223Ra	1/2+	слідові кількості^{[n 1]}
228Th	Радіоторій	90	138	228,0287411(24)	1,9116(16) р	α	224Ra	0+	слідові кількості^{[n 2]}
228Th	Радіоторій	90	138	228,0287411(24)	1,9116(16) р	КР (1,3⋅10⁻¹¹%)	208Pb 20O	0+	слідові кількості^{[n 2]}
229Th		90	139	229,031762(3)	7,34(16)⋅10³ р	α	225Ra	5/2+
229mTh		8,3(2) эВ^[5]			7(1) мкс^[6]	ІП	229Th	3/2+
230Th	Іоній	90	140	230,0331338(19)	7,538(30)⋅10⁴ р	α	226Ra	0+	0,0002(2)^{[n 3]}
						КР (5,6⋅10⁻¹¹%)	206Hg 24Ne
						СП (5⋅10⁻¹¹%)	(різні)
231Th	Уран Y	90	141	231,0363043(19)	25,52(1) ч	β⁻	231Pa	5/2+	слідові кількості^{[n 1]}
231Th	Уран Y	90	141	231,0363043(19)	25,52(1) ч	α (10⁻⁸%)	227Ra	5/2+	слідові кількості^{[n 1]}
232Th	Торій	90	142	232,0380553(21)	1,405(6)⋅10¹⁰ р	α	228Ra	0+	0,9998(2)
						β⁻β⁻ (рідко)	232U
						СП (1,1⋅10⁻⁹%)	(різні)
						КР (2,78⋅10⁻¹⁰%)	182Yb 26Ne 24Ne
233Th		90	143	233,0415818(21)	21,83(4) хв	β⁻	233Pa	1/2+
234Th	Уран X₁	90	144	234,043601(4)	24,10(3) доби	β⁻	234mPa	0+	слідові кількості^{[n 3]}
235Th		90	145	235,04751(5)	7,2(1) хв	β⁻	235Pa	(1/2+)#
236Th		90	146	236,04987(21)#	37,5(2) хв	β⁻	236Pa	0+
237Th		90	147	237,05389(39)#	4,8(5) хв	β⁻	237Pa	5/2+#
238Th		90	148	238,0565(3)#	9,4(20) хв	β⁻	238Pa	0+

↑ ^а ^б Проміжний продукт розпаду урана-235
↑ Проміжний продукт розпаду торію-232
↑ ^а ^б Проміжний продукт розпаду урана-238

Пояснення до таблиці

Поширеність ізотопів наведено для більшості природних зразків. Для інших джерел значення можуть дуже відрізнятися.

Індексами 'm', 'n', 'p' (поряд із символом) позначено збуджені ізомерні стани нукліду.

Жирним шрифтом позначено стабільні продукти розпаду. Жирним курсивом позначено радіоактивні продукти розпаду, що мають періоди напіврозпаду, порівняні з віком Землі або перевищують його і тому наявні в природній суміші.

Значення, позначені ґраткою (#), отримано не лише з експериментальних даних, а (хоча б частково) оцінено за систематичними трендами в сусідніх нуклідів (з такими ж співвідношеннями $Z$ та $N$ ). Невпевнено визначені значення спіну та/або парності взято в дужки.

Похибку наведено у вигляді числа в дужках, вираженого в одиницях останньої цифри, що означає одне стандартне відхилення (за винятком поширеності та стандартної атомної маси ізотопу за даними ІЮПАК, для яких використано складніше визначення похибки). Приклади: 29770,6(5) означає 29770,6±0,5; 21,48(15) означає 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означає −2200,2 ± 1,8.

Примітки

↑ Дані наведено за Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X.. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures : [англ.] // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, no. 3. — С. 030002-1—030002-344. — DOI:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
↑ ^а ^б Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H.. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — Bibcode: 2003NuPhA.729….3A. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
↑ Cardona, J.A.H. (2012). Production and decay properties of neutron deficient isotopes with N < 126 and 74 ≤ Z ≤ 92 at SHIP. Goethe Universität Frankfury Allemagne. Архів оригіналу за 3 лютого 2022. Процитовано 3 лютого 2022.
↑ H. Ikezoe та ін. (1996). Alpha decay of a new isotope of ²⁰⁹Th. Physical Review C. 54 (4): 2043—2046. Bibcode:1996PhRvC..54.2043I. doi:10.1103/PhysRevC.54,2043. PMID 9971554.
↑ Seiferle, B.; von der Wense, L.; Bilous, P.V.; Amersdorffer, I.; Lemell, C.; Libisch, F.; Stellmer, S.; Schumm, T.; Düllmann, C.E. (12 вересня 2019). Energy of the ²²⁹Th nuclear clock transition. Nature. 573 (7773): 243—246. arXiv:1905.06308. Bibcode:2019Natur.573..243S. doi:10.1038/s41586-019-1533-4. PMID 31511684.
↑ Seiferle, B.; von der Wense, L.; Thirolf, P.G. (2017). Lifetime measurement of the ²²⁹Th nuclear isomer. Phys. Rev. Lett. 118 (4): 042501. arXiv:1801.05205. Bibcode:2017PhRvL.118d2501S. doi:10.1103/PhysRevLett.118.042501. PMID 28186791.