Изотопи на самариумот

Самариум  (₆₂Sm)

Општи својства
Име и симбол	самариум (Sm)
Изглед	сребрено-бела
Алотропи	α облик
Самариумот во периодниот систем
– ↑ Sm ↓ Pu прометиум ← самариум → европиум
Атомски број	62
Стандардна атомска тежина (±) (Ar)	150,36(2)[1]
Категорија	лантаноид
Група и блок	група б.б., f-блок
Периода	VI периода
Електронска конфигурација	[Xe] 4f6 6s2
по обвивка	2, 8, 18, 24, 8, 2
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	1.345 K ​(1.072 °C)
Точка на вриење	2.173 K ​(1.900 °C)
Густина близу с.т.	7,52 г/см3
кога е течен, при т.т.	7,16 г/см3
Топлина на топење	8,62 kJ/mol
Топлина на испарување	192 kJ/mol
Моларен топлински капацитет	29,54 J/(mol·K)
парен притисок P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 1.001 1.106 1.240 (1.421) (1.675) (2.061)
Атомски својства
Оксидациони степени	4, 3, 2, 1 ​(умерен базичен оксид)
Електронегативност	Полингова скала: 1,17
Енергии на јонизација	I: 544,5 kJ/mol II: 1.070 kJ/mol II: 2.260 kJ/mol
Атомски полупречник	емпириски: 180 пм
Ковалентен полупречник	198±8 пм
Спектрални линии на самариум
Разни податоци
Кристална структура	​ромбоедрална
Брзина на звукот тенка прачка	2.130 м/с (при 20 °C)
Топлинско ширење	(с.т.) (α,поли) 12,7 µм/(m·K)
Топлинска спроводливост	13,3 W/(m·K)
Електрична отпорност	(с.т.) (α, поли) 0,940 µΩ·m
Магнетно подредување	парамагнетно[2]
Модул на растегливост	α облик: 49,7 GPa
Модул на смолкнување	α облик: 19,5 GPa
Модул на збивливост	α облик: 37,8 GPa
Поасонов сооднос	α облик: 0,274
Викерсова тврдост	410–440 MPa
Бринелова тврдост	440–600 MPa
CAS-број	7440-19-9
Историја
Наречен по	Според минералот самарскит (кој е именуван според Василиј Самарски-Биховец)
Откриен и првпат издвоен	Лекок де Буабодран (1879)
Најстабилни изотопи
Главна статија: Изотопи на самариумот
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 144Sm 3,07 % – (β+β+) 1,7811 144Nd (α) 0,0761 140Nd 145Sm веш 340 д ε – 145Pm 146Sm расеан 1,03×108 г α 2,529 142Nd 147Sm 14,99 % 1,06×1011 г α 2,310 143Nd 148Sm 11,24 % 7×1015 г α 1,986 144Nd 149Sm 13,82 % >2×1015 г (α) 1,870 145Nd 150Sm 7,38 % – (α) 1,4495 146Nd 151Sm веш 90 г β− – 151Eu 152Sm 26,75 % – (α) 0,2203 148Nd 153Sm веш 46,284 ч β− – 153Eu 154Sm 22,75 % >2,3×1018 г (β−β−) 1,2510 154Gd
Режимите на распад во загради се предвидени, но сè уште не се забележани
преглед разговор уреди | наводи | Википодатоци

Самариумот (₆₂Sm) е составен од пет стабилни изотопи, ¹⁴⁴Sm, ¹⁴⁹Sm, ¹⁵⁰Sm, ¹⁵²Sm и ¹⁵⁴Sm, и два екстремно долготрајни радиоизотопи, ¹⁴⁷Sm (полураспад: 1.061 ×10¹¹ години) и ¹⁴⁸Sm (6,3 ×10¹⁵ години), со ¹⁵²Sm кои се најзастапени (26,75% природна застапеност). ¹⁴⁶Sm (9,20 ×10⁷ години) е исто така прилично долговечен, но не е доволно долговечен за да опстане во значителни количини од формирањето на Сончевиот Систем на Земјата, иако останува корисен во радиометриското датирање во Сончевиот Систем како изумрен радионуклид. ^[3] Тоа е најдолговечниот нуклид за кој сè уште не е потврдено дека е првобитен.

Освен природните изотопи, најдолговечните радиоизотопи се ¹⁵¹Sm, кој има полураспад од 94,6 години, ^[4] и ¹⁴⁵Sm, кој има полураспад од 340 денови. Сите преостанати радиоизотопи, кои се движат од ¹²⁹Sm до ¹⁶⁸Sm, имаат полураспад што е помал од два дена, а поголемиот дел од нив имаат полураспад помал од 48 секунди. Овој елемент има и дванаесет познати изомери со најстабилни ^141mSm (t_1/2 22,6 минути), ^143m1 Sm (t_1/2 66 секунди) и ^139mSm (t_1/2 10,7 секунди).

Долговечните изотопи, ¹⁴⁶Sm, ¹⁴⁷Sm и ¹⁴⁸Sm, првенствено се распаѓаат преку алфа-распад до изотопи на неодимиум. Полесните нестабилни изотопи на самариум првенствено се распаѓаат со електронски зафат до изотопи на прометиум, додека потешките се распаѓаат со бета-распад до изотопи на европиумот. Труд од 2012 година кој го ревидира проценетиот полураспад на ¹⁴⁶Sm од 10,3(5)×10⁷ години до 6,8(7)×10⁷ години бил повлечен во 2023 година.^[5]

Изотопи на самариумот се употребуваат во датирањето самариум-неодимиум за одредување на старосните врски на карпите и метеоритите.

¹⁵¹Sm е производ на цепење со среден живот и делува како неутронски отров во циклусот на јадреното гориво. Стабилниот производ на цепење ¹⁴⁹Sm е исто така неутронски отров.

Самариумот е теоретски најлесниот елемент со парен атомски број без стабилни изотопи (сите изотопи од него теоретски можат да поминат или алфа распаѓање или бета распаѓање или двојно бета распаѓање), други такви елементи се оние со атомски броеви > 66 (диспрозиум, кој е најтешкиот теоретски стабилен нуклид).

1. ↑ ^mSm – Возбуден јадрен изомер.
2. ↑ ( ) – Неизвесноста (1σ) е дадена во концизен облик во загради по соодветните последни цифри.
3. ↑ # – Атомска маса означена со #: вредноста и неизвесноста не се само изведени само од опитни податоци, туку барем делумно од трендови од масената површина (TMS).
4. ↑ Задебелен полураспад – речиси стабилен, период на полураспад подолг од староста на вселената.
5. ↑ ^{5,0 5,1 5,2} # – Вредностите означени со # не се само изведени од опитни податоци, туку барем делумно и од трендови во соседните нуклиди (TNN).
6. ↑ Облици на распад:

   IT:	Јадрен преод
   p:	Протонски распад

7. ↑ Задебелен закосен симбол како изведен – Изведениот производ е речиси производ.
8. ↑ Задебелен симбол како изведен – Изведениот производ е стабилен.
9. ↑ ( ) спинова вредност – Означува спин со слаби зададени аргументи.

Самариум-149 (¹⁴⁹ Sm) е набљудувачки стабилен изотоп на самариум (се предвидува дека ќе се распаѓа, но никогаш не биле забележани распаѓања, што му дава полупаспад најмалку неколку реда на големина подолг од староста на вселената) и производ на синџирот на распаѓање од распаден производ ¹⁴⁹Nd (1.0888%). ¹⁴⁹Sm е јадрен отров што впива неутрони со значително влијание врз работата на јадрениот реактор, втор само по <sup id="mwAc8">135</sup>Xe. Неговиот неутронски пресек е 40140 барни за топлински неутрони.

Концентрацијата на рамнотежа (а со тоа и ефектот на труење) се зголемува до рамнотежна вредност за околу 500 часа (околу 20 дена) од работата на реакторот, и бидејќи ¹⁴⁹Sm се стабилни, концентрацијата останува суштински еднаква за време на понатамошната работа на реакторот. Ова е во контраст со ксенон-135, кој се акумулира од бета-распадот на јод-135 (производ на цепење со краток век) и има висок пресек на неутрони, но самиот се распаѓа со полураспад од 9,2 часа (така што не останува во постојана концентрација долго по исклучувањето на реакторот), предизвикувајќи ксенска јама.

Самариум-151 (¹⁵¹Sm) има полураспад од 94,6 години, подложен на ниско-енергетско бета распаѓање, и има принос на цепење од 0,4203% за топлински неутрони и ²³⁵U, околу 39% од приносот на ¹⁴⁹Sm. Приносот е нешто поголем за <sup id="mwAeg">239</sup> Pu.

Неговиот пресек на впивање на неутрони за топлински неутрони е висок на 15200 барни, околу 38% од впиениот пресек на ¹⁴⁹Sm, или околу 20 пати повеќе од ²³⁵U. Бидејќи односот помеѓу стапките на производство и впивање од ¹⁵¹Sm и ¹⁴⁹Sm се речиси еднакви, двата изотопи треба да достигнат слични концентрации на рамнотежа. Бидејќи ¹⁴⁹Sm достигнува рамнотежа за околу 500 часа (20 дена), ¹⁵¹Sm треба да достигне рамнотежа за околу 50 дена.

Бидејќи јадренотото гориво се користи односно согорува неколку години во атомска централа, крајната количина од ¹⁵¹Sm во потрошеното јадрено гориво при испуштање е само мал дел од вкупно ¹⁵¹Sm произведени за време на користењето на горивото. Според една студија, масниот удел од ¹⁵¹Sm во потрошеното гориво е околу 0,0025 за тешко натоварување на горивото MOX и околу половина од тоа за горивото со ураниум, што е приближно два реда по големина помала од масниот удел од околу 0,15 за среднораспадниот производ ¹³⁷Cs. Распадната енергија од ¹⁵¹Sm е исто така за ред на големина помала од онаа од ¹³⁷Cs. Нискиот принос, ниската стапка на преживување и ниската распадната енергија значат дека ¹⁵¹Sm има незначително влијание врз јадрениот отпад во споредба со двата главни производи со среден животен век ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr.

Самариум-153 (¹⁵³ Sm) има полураспад од 46,3 часа, подложен на β ⁻ распаѓање на ¹⁵³Eu. Како компонента на самариум лексидронам, се користи во палијацијата на ракот на коските . ^[10] Телото го третира на сличен начин како и калциумот и селективно се локализира во коските.

1. ↑ Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име OS144.
2. ↑ ^{2,0 2,1} Primordial radioisotope
3. ↑ ^{3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5} Fission product
4. ↑ Used in Samarium–neodymium dating
5. ↑ ^{5,0 5,1} Neutron poison in reactors
6. ↑ Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име OS149.
7. ↑ Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име OS150.
8. ↑ Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име OS152.
9. ↑ Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име OS154.

• • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties“, Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). „Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)“. Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683.
  • Wieser, Michael E. (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)“. Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051.
• „News & Notices: Standard Atomic Weights Revised“. International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 October 2005.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties“, Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
  • National Nuclear Data Center. „NuDat 2.x database“. Brookhaven National Laboratory.
  • Holden, Norman E. (2004). „11. Table of the Isotopes“. Во Lide, David R. (уред.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th. изд.). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.

п р у Изотопи на хемиските елементи
1 H																	2 He
3 Li	4 Be											5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne
11 Na	12 Mg											13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar
19 K	20 Ca	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr
37 Rb	38 Sr	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe
55 Cs	56 Ba		72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn
87 Fr	88 Ra		104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Nh	114 Fl	115 Mc	116 Lv	117 Ts	118 Og
		57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu
		89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr
Таблица на нуклиди