Isotoper av palladium

Den palladium ( Pd , atomnummer 46 ) har 38 isotoper som er kjent for massenummer som varierer mellom 91 og 128, og 16 atom isomerer . Blant disse isotoper er seks stabile , 102 Pd, 104 Pd, 105 Pd, 106 Pd, 108 Pd og 110 Pd. De utgjør alt av naturlig palladium, i proporsjoner som varierer fra 1 til 27%. Palladium tildeles en standard atommasse på 106,42 (1)  u .

Av de 32 kjente radioisotopene av palladium er de mest stabile 107 Pd, med en halveringstid på 6,5  millioner år , 103 Pd (17 dager) og 100 Pd (3,63 dager. Alle andre karakteriserte radioisotoper har en halveringstid på mindre enn en halv time, med unntak av 101 Pd (8,47 timer), 109 Pd (13,7 timer) og 112 Pd (21 timer).

Radioisotoper lettere enn stabile isotoper (A <102) forfaller hovedsakelig ved positronemisjon (β + ) til isotoper av rodium , med unntak av 100 Pd, som, i likhet med 103 Pd, forfaller ved elektronfanging , alle to i isotoper av rodium også. Tyngre radioisotoper ( A ≥ 107 ) forfaller hovedsakelig av β - forfall til isotoper av sølv .

Naturlig palladium

Seks isotoper av palladium er stabile og utgjør hele naturlig palladium, 102 Pd, 104 Pd, 105 Pd, 106 Pd, 108 Pd og 110 Pd. Blant dem mistenkes 102 Pd og 110 Pd for å forfalle veldig sakte av dobbel β-stråling , men disse forfallene har hittil aldri blitt observert.

Isotop Overflod

(molarprosent)

102 Pd 1,02 (1)%
104 Pd 11,14 (8)%
105 Pd 22,33 (8)%
106 Pd 27,33 (3)%
108 Pd 26,46 (9)%
110 Pd 11,72 (9)%

Palladium 103

Den palladium-103 ( 103 Pd ) er palladium-isotop hvis kjerne består av 46 protoner og 57 nøytroner . Det er en radioisotop som forfaller ved elektroninnfanging i rodium 103, med en halveringstid på 17 dager. I reaksjonen avgir den en gammastråle på 21  keV . Den palladium-103 er særlig brukt i radioterapi i tilfelle av prostatakreft eller melanom i årehinnen . Den kan produseres fra palladium 102 eller rodium 103 ved bruk av en cyklotron .

Palladium 107

Langlivede fisjonsprodukter
Eiendom:
Enhet:		 t ½
Min 		Utbytte
% 		Q *
keV 		βγ
*
99 Tc 0.211 6.1385 294 β
126 Sn 0,230 0,1084 4.050 β γ
79 Se 0,327 0,0447 151 β
93 Zr 1,53 5.4575 91 βγ
135 Cs 2.3  6.9110 269 β
107 Pd 6.5  1.2499 33 β
129 jeg 15.7  0,8410 194 βγ

Den palladium-107 ( 107 Pd ) er palladium-isotop hvis kjerne består av 46 protoner og 61 nøytroner . Det er en radioisotop som forråtner ved β - rent forfall (ingen gamma-utslipp) i sølv 107. Palladium 107 eksisterer ikke i naturlige prøver, men den var til stede under dannelsen av solsystemet ( slukket radioaktivitet ).

Palladium 107 produseres i store mengder i atomreaktorer, som et produkt av fisjoneringsreaksjoner (med et utbytte på 0,14%), noe som gjør det til et av de viktigste overgangsmetallene i fisjonsproduktene som finnes i brukt drivstoff og visse radioaktive avfall. Den 107 Pd nivå for en referanse brukt brensel er 200  g · t -1 , men dens konsentrasjon i miljøet synes aldri å ha blitt målt (eller ikke publisert).

Ifølge IRSN har "palladium 107 aldri blitt studert fra radioøkologiens synspunkt  " (de radioøkologiske dataene som noen ganger siteres for palladium 107 "kommer ikke fra eksperimenter, men fra analogier med andre radionuklider" ). Det er ingen spesifikke data om "oppførselen til palladium 107 i kontinentale økosystemer" , men noen toksikologiske ledetråder kan tilveiebringes ved arbeid som har fokusert på det stabile palladium i katalysatorer for bilindustrien, som spesielt viser at palladium er det mer mobile blant platinoidene .

Palladium 107 er en 7 fisjonsprodukter med lang levetid , med den nest største halveringstiden (6,5 millioner år), men er minst radioaktiv ( forfallsenergi på 33  keV , spesifikk aktivitet på 5 × 10 −4  Ci / g ).

Dens utbytte av termiske nøytroner fra uran 235 er 0,1629% pr fisjon, en fjerdedel av bredden til jod-129 , eller 1/40 th de av technetium 99 , den zirkonium 93 , og cesium-135 . Dens utbytte fra uran 233 er betydelig lavere, på den annen side er det mye større (3,3%) fra plutonium 239 . Utbyttene er også større i raske nøytronreaktorer , eller ved fisjon av tyngre grunnstoffer.

På grunn av fortynningen, og det faktum at tverrsnittet på 105 Pd er elleve ganger større, kan 107 Pd ikke behandles med kjernefysisk transmutasjon . Men fordi det er et edelt metall , er palladium mindre mobil i miljøet enn jod eller teknetium.

Den radiogene isotopen 107 Ag er forfallsproduktet på 107 Pd. Den ble først oppdaget i Santa Clara- meteoritten i 1978.

Denne oppdagelsen førte til hypotesen om at koalescens og differensiering av små jernkerneplaneter fant sted 10 millioner år etter nukleosyntese .


Isotop symbol		 Z ( p ) N ( n ) Isotopisk masse (u) Halvt liv
Forfallmodus (er)		 Isotop (er) -son Snurre rundt

kjernefysisk

Spenningsenergi
91 Pd 46 45 90.94911 (61) # 10 # ms [> 1,5 µs] β + 91 Rh 7/2 + #
92 Pd 46 46 91,94042 (54) # 1.1 (3) s [0.7 (+ 4-2) s] β + 92 Rh 0+
93 Pd 46 47 92.93591 (43) # 1,07 (12) s β + 93 Rh (9/2 +)
93m Pd 0 + X keV 9.3 (+ 25-17) s
94 Pd 46 48 93.92877 (43) # 9,0 (5) s β + 94 Rh 0+
94m Pd 4884.4 (5) keV 530 (10) ns (14+)
95 Pd 46 49 94.92469 (43) # 10 # s β + 95 Rh 9/2 + #
95m Pd 1860 (500) # keV 13.3 (3) s β + (94,1%) 95 Rh (21/2 +)
IT (5%) 95 Pd
β + , p (0,9%) 94 Ru
96 Pd 46 50 95.91816 (16) 122 (2) s β + 96 Rh 0+
96m Pd 2530,8 (1) keV 1,81 (1) µs 8+
97 Pd 46 51 96.91648 (32) 3,10 (9) min β + 97 Rh 5/2 + #
98 Pd 46 52 97.912721 (23) 17,7 (3) min β + 98 Rh 0+
99 Pd 46 53 98.911768 (16) 21,4 (2) min β + 99 Rh (5/2) +
100 Pd 46 54 99.908506 (12) 3,63 (9) d DETTE 100 Rh 0+
101 Pd 46 55 100.908289 (19) 8,47 (6) t β + 101 Rh 5/2 +
102 Pd 46 56 101.905609 (3) Observert stall 0+
103 Pd 46 57 102.906087 (3) 16.991 (19) j DETTE 103 Rh 5/2 +
103m Pd 784,79 (10) keV 25 (2) ns 11 / 2-
104 Pd 46 58 103.904036 (4) Stabil 0+
105 Pd 46 59 104.905085 (4) Stabil 5/2 +
106 Pd 46 60 105.903486 (4) Stabil 0+
107 Pd 46 61 106.905133 (4) 6,5 (3) × 10 6 a β - 107 Ag 5/2 +
107m1 Pd 115,74 (12) keV 0,85 (10) µs 1/2 +
107m2 Pd 214,6 (3) keV 21.3 (5) s DEN 107 Pd 11 / 2-
108 Pd 46 62 107.903892 (4) Stabil 0+
109 Pd 46 63 108.905950 (4) 13.7012 (24) t β - 109m Ag 5/2 +
109m1 Pd 113.400 (10) keV 380 (50) ns 1/2 +
109m2 Pd 188.990 (10) keV 4.696 (3) min DEN 109 Pd 11 / 2-
110 Pd 46 64 109.905153 (12) Observert stall 0+
111 Pd 46 65 110.907671 (12) 23,4 (2) min β - 111m Ag 5/2 +
111m Pd 172.18 (8) keV 5,5 (1) t DEN 111 Pd 11 / 2-
β - 111m Ag
112 Pd 46 66 111.907314 (19) 21.03 (5) t β - 112 Ag 0+
113 Pd 46 67 112.91015 (4) 93 (5) s β - 113m Ag (5/2 +)
113m Pd 81.1 (3) keV 0,3 (1) s DEN 113 Pd (9 / 2-)
114 Pd 46 68 113.910363 (25) 2,42 (6) min β - 114 Ag 0+
115 Pd 46 69 114.91368 (7) 25 (2) s β - 115m Ag (5/2 +) #
115m Pd 89,18 (25) keV 50 (3) s β - (92%) 115 Ag (11/2 -) #
IT (8%) 115 Pd
116 Pd 46 70 115.91416 (6) 11,8 (4) s β - 116 Ag 0+
117 Pd 46 71 116.91784 (6) 4.3 (3) s β - 117m Ag (5/2 +)
117m Pd 203.2 (3) keV 19,1 (7) ms DEN 117 Pd (11/2 -) #
118 Pd 46 72 117.91898 (23) 1.9 (1) s β - 118 Ag 0+
119 Pd 46 73 118.92311 (32) # 0,92 (13) s β - 119 Ag
120 Pd 46 74 119,92469 (13) 0,5 (1) s β - 120 Ag 0+
121 Pd 46 75 120.92887 (54) # 400 # ms [> 300 ns] β - 121 Ag
122 Pd 46 76 121.93055 (43) # 300 # ms [> 300 ns] β - 122 Ag 0+
123 Pd 46 77 122.93493 (64) # 200 # ms [> 300 ns] β - 123 Ag
124 Pd 46 78 123.93688 (54) # 100 # ms [> 300 ns] 0+
125 Pd 46 79
126 Pd 46 80 0+
126m1 Pd 2023 keV 330 ns DEN 126 Pd 5-
126m2 Pd 2110 keV 440 ns DEN 126m1 Pd 7-
128 Pd 46 82 0+
128m Pd 2151 keV 5,8 µs DEN 128 Pd 8+
  1. Fet for isotoper med halveringstider større enn universet alder (nesten stabil).
  2. Forkortelser:
    CE: elektronisk fangst  ;
    TI: isomer overgang .
  3. Stabile isotoper i fett.
  4. Mistenkes for forfall av β + β + i 102 Ru .
  5. Brukes i medisin.
  6. Teoretisk i stand til spontan fisjon .
  7. Fisjoneringsprodukt .
  8. Langlivet fisjonsprodukt .
  9. Mistenkes for oppløsning av β - β - i 110 Cd med en halveringstid større enn 6 × 10 17  år.

Merknader

Merknader og referanser

  1. (UO 2 beriket til 3,5% - 33 000  MWJ t −1 - Zirkaloyskede - 3 år etter lossing).
  2. J.C. Gariel, “Radionuklidark - Palladium 107 og miljø” , IRSN, 2. desember 2002, [PDF] , 11  s.
  3. Mark Winter , "  Isotoper av palladium  " , WebElements , University of Sheffield og WebElements Ltd, Storbritannia (åpnet 4. mars 2013 )
  4. (no) Universal Nuclide Chart
  5. Fremtidig plan for det eksperimentelle programmet for syntetisering av det tyngste elementet på RIKEN , Kosuke Morita
  6. Isomerer i 128 Pd og 126 Pd: Bevis for en robust skalllukking ved Neutron Magic Number 82 i eksotiske Palladium-isotoper; Fysiske gjennomgangsbrev, 29.11.2013
  7. Eksperimenter på nøytronrike atomkjerner kan hjelpe forskere til å forstå kjernefysiske reaksjoner i eksploderende stjerner; physorg.com, 29.11.2013
  8. (in) "  2.5.7. Standard og utvidede usikkerheter  ” , Engineering Statistics Handbook (åpnet 16. september 2010 )



1  H                                                             Hei
2  Li Være   B VS IKKE O F Født
3  Ikke relevant Mg   Al Ja P S Cl Ar
4  K Den   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Eller Cu Zn Ga Ge Ess Se Br Kr
5  Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD I Sn Sb Du Jeg Xe
6  Cs Ba De Dette Pr Nd Pm Sm Hadde Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lese Hf Din W Re Bein Ir Pt På Hg Tl Pb Bi Po På Rn
7  Fr Ra Ac Th Pa U Np Kunne Er Cm Bk Jf Er Fm Md Nei Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Periodisk tabell over isotoper