Изотопы самария

Изотопы самария — разновидности химического элемента самария с разным количеством нейтронов в атомном ядре. Известны изотопы самария с массовыми числами от 128 до 165 (количество протонов 62, нейтронов от 66 до 103) и 12 ядерных изомеров.

Природный самарий представляет собой смесь семи изотопов: четырёх стабильных:

¹⁴⁴Sm (изотопная распространённость 3,07 %);
¹⁵⁰Sm (изотопная распространённость 7,38 %);
¹⁵²Sm (изотопная распространённость 26,75 %);
¹⁵⁴Sm (изотопная распространённость 22,75 %);

и трёх с огромным периодом полураспада, больше возраста Вселенной:[1]

¹⁴⁷Sm (изотопная распространённость 14,99 %, период полураспада 1⋅10¹¹ лет);
¹⁴⁸Sm (изотопная распространённость 11,24 %, период полураспада 7⋅10¹⁵ лет);
¹⁴⁹Sm (изотопная распространённость 13,82 %, период полураспада не установлен, превышает 2⋅10¹⁵ лет).

Благодаря радиоактивным изотопам, в основном ¹⁴⁷Sm, природный самарий обладает удельной активностью около 124 кБк/кг[2].

Среди искусственно синтезированных изотопов самария самые долгоживущие ¹⁴⁶Sm (период полураспада — 68 ± 7 миллионов лет[3] или, по более ранним данным, 103 ± 4 млн лет[4][5][6]) и ¹⁵¹Sm (90 ± 8 лет). Расхождение между различными экспериментальными измерениями периода полураспада ¹⁴⁶Sm пока не прояснено. В базу данных Nubase2016[7] внесено более позднее значение 68 млн лет, измеренное в 2012 году, однако рабочая группа ИЮПАК в 2020 году рекомендовала как вре́менное решение для космо- и геохимических исследований, где используется изотопное датирование образцов ранней Солнечной системы с помощью альфа-распада ¹⁴⁶Sm→¹⁴²Nd, применять обе константы распада и публиковать два самарий-неодимовых возраста[8].

Самарий-153

В медицине для лечения некоторых видов рака применяется ¹⁵³Sm[9] В России фармпрепараты на основе ¹⁵³Sm производит обнинский филиал Научно-исследовательского физико-химического института имени Л. Я. Карпова.[10].

Таблица изотопов самария

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[11] (а. е. м.)	Период полураспада[6] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[6]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Символ нуклида	Энергия возбуждения			Период полураспада[6] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[6]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
¹²⁸Sm	62	66	127,95808(54)#	0,5# с			0+
¹²⁹Sm	62	67	128,95464(54)#	550(100) мс			5/2+#
¹³⁰Sm	62	68	129,94892(43)#	1# с	β⁺	¹³⁰Pm	0+
¹³¹Sm	62	69	130,94611(32)#	1,2(2) с	β⁺	¹³¹Pm	5/2+#
¹³¹Sm	62	69	130,94611(32)#	1,2(2) с	β⁺, p (редко)	¹³⁰Nd	5/2+#
¹³²Sm	62	70	131,94069(32)#	4,0(3) с	β⁺	¹³²Pm	0+
¹³²Sm	62	70	131,94069(32)#	4,0(3) с	β⁺, p	¹³¹Nd	0+
¹³³Sm	62	71	132,93867(21)#	2,90(17) с	β⁺	¹³³Pm	(5/2+)
¹³³Sm	62	71	132,93867(21)#	2,90(17) с	β⁺, p	¹³²Nd	(5/2+)
¹³⁴Sm	62	72	133,93397(21)#	10(1) с	β⁺	¹³⁴Pm	0+
¹³⁵Sm	62	73	134,93252(17)	10,3(5) с	β⁺ (99,98%)	¹³⁵Pm	(7/2+)
¹³⁵Sm	62	73	134,93252(17)	10,3(5) с	β⁺, p (0,02%)	¹³⁴Nd	(7/2+)
^135mSm	0(300)# кэВ			2,4(9) с	β⁺	¹³⁵Pm	(3/2+, 5/2+)
¹³⁶Sm	62	74	135,928276(13)	47(2) с	β⁺	¹³⁶Pm	0+
^136mSm	2264,7(11) кэВ			15(1) мкс			(8−)
¹³⁷Sm	62	75	136,92697(5)	45(1) с	β⁺	¹³⁷Pm	(9/2−)
^137mSm	180(50)# кэВ			20# с	β⁺	¹³⁷Pm	1/2+#
¹³⁸Sm	62	76	137,923244(13)	3,1(2) мин	β⁺	¹³⁸Pm	0+
¹³⁹Sm	62	77	138,922297(12)	2,57(10) мин	β⁺	¹³⁹Pm	1/2+
^139mSm	457,40(22) кэВ			10,7(6) с	ИП (93,7%)	¹³⁹Sm	11/2−
^139mSm	457,40(22) кэВ			10,7(6) с	β⁺ (6,3%)	¹³⁹Pm	11/2−
¹⁴⁰Sm	62	78	139,918995(13)	14,82(12) мин	β⁺	¹⁴⁰Pm	0+
¹⁴¹Sm	62	79	140,918476(9)	10,2(2) мин	β⁺	¹⁴¹Pm	1/2+
^141mSm	176,0(3) кэВ			22,6(2) мин	β⁺ (99,69%)	¹⁴¹Pm	11/2−
^141mSm	176,0(3) кэВ			22,6(2) мин	ИП (0,31%)	¹⁴¹Sm	11/2−
¹⁴²Sm	62	80	141,915198(6)	72,49(5) мин	β⁺	¹⁴²Pm	0+
¹⁴³Sm	62	81	142,914628(4)	8,75(8) мин	β⁺	¹⁴³Pm	3/2+
^143m1Sm	753,99(16) кэВ			66(2) с	ИП (99,76%)	¹⁴³Sm	11/2−
^143m1Sm	753,99(16) кэВ			66(2) с	β⁺ (0,24%)	¹⁴³Pm	11/2−
^143m2Sm	2793,8(13) кэВ			30(3) мс			23/2(−)
¹⁴⁴Sm	62	82	143,911999(3)	стабилен[n 1][12]			0+	0,0307(7)
^144mSm	2323,60(8) кэВ			880(25) нс			6+
¹⁴⁵Sm	62	83	144,913410(3)	340(3) сут	ЭЗ	¹⁴⁵Pm	7/2−
^145mSm	8786,2(7) кэВ			990(170) нс [0,96(+19−15) мкс]			(49/2+)
¹⁴⁶Sm	62	84	145,913041(4)	68⋅10⁶ лет[3] или 103⋅10⁶ лет[6]	α	¹⁴²Nd	0+
¹⁴⁷Sm	62	85	146,9148979(26)	1,06(2)⋅10¹¹ лет	α	¹⁴³Nd	7/2−	0,1499(18)
¹⁴⁸Sm	62	86	147,9148227(26)	6,3(13)⋅10¹⁵ лет[12]	α	¹⁴⁴Nd	0+	0,1124(10)
¹⁴⁹Sm	62	87	148,9171847(26)	стабилен (>2⋅10¹⁵лет)[n 2][12]			7/2−	0,1382(7)
¹⁵⁰Sm	62	88	149,9172755(26)	стабилен			0+	0,0738(1)
¹⁵¹Sm	62	89	150,9199324(26)	88,8(24) лет	β⁻	¹⁵¹Eu	5/2−
^151mSm	261,13(4) кэВ			1,4(1) мкс			(11/2)−
¹⁵²Sm	62	90	151,9197324(27)	стабилен			0+	0,2675(16)
¹⁵³Sm	62	91	152,9220974(27)	46,284(4) ч	β⁻	¹⁵³Eu	3/2+
^153mSm	98,37(10) кэВ			10,6(3) мс	ИП	¹⁵³Sm	11/2−
¹⁵⁴Sm	62	92	153,9222093(27)	стабилен (>2,3⋅10¹⁸лет)[n 3][12]			0+	0,2275(29)
¹⁵⁵Sm	62	93	154,9246402(28)	22,3(2) мин	β⁻	¹⁵⁵Eu	3/2−
¹⁵⁶Sm	62	94	155,925528(10)	9,4(2) ч	β⁻	¹⁵⁶Eu	0+
^156mSm	1397,55(9) кэВ			185(7) нс			5−
¹⁵⁷Sm	62	95	156,92836(5)	8,03(7) мин	β⁻	¹⁵⁷Eu	(3/2−)
¹⁵⁸Sm	62	96	157,92999(8)	5,30(3) мин	β⁻	¹⁵⁸Eu	0+
¹⁵⁹Sm	62	97	158,93321(11)	11,37(15) с	β⁻	¹⁵⁹Eu	5/2−
¹⁶⁰Sm	62	98	159,93514(21)#	9,6(3) с	β⁻	¹⁶⁰Eu	0+
¹⁶¹Sm	62	99	160,93883(32)#	4,8(8) с	β⁻	¹⁶¹Eu	7/2+#
¹⁶²Sm	62	100	161,94122(54)#	2,4(5) с	β⁻	¹⁶²Eu	0+
¹⁶³Sm	62	101	162,94536(75)#	1# с	β⁻	¹⁶³Eu	1/2−#
¹⁶⁴Sm	62	102	163,94828(86)#	500# мс	β⁻	¹⁶⁴Eu	0+
¹⁶⁵Sm	62	103	164,95298(97)#	200# мс	β⁻	¹⁶⁵Eu	5/2−#

Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ¹⁴⁴Nd
Теоретически может претерпевать альфа-распад в ¹⁴⁵Nd
Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ¹⁵⁴Gd

Пояснения к таблице

Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.

Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.

Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

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. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
Оценка радиологической значимости редкоземельных металлов, имеющих природные радиоактивные изотопы. Э. П. Лисаченко. Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Санкт-Петербург
Kinoshita M. et al. A Shorter ¹⁴⁶Sm Half-Life Measured and Implications for ¹⁴⁶Sm-¹⁴²Nd Chronology in the Solar System (англ.) // Science : journal. — 2012. — Vol. 335, no. 6076. — P. 1614-1617. — doi:10.1126/science.1215510.
Friedman A. M. et al. Alpha decay half-lives of ¹⁴⁸Gd, ¹⁵⁰Gd, and ¹⁴⁶Sm (англ.) // Radiochimica Acta. — 1966. — Vol. 5, iss. 4. — P. 192—194. — doi:10.1524/ract.1966.5.4.192.
Meissner F., Schmidt-Ott W.-D., Ziegeler L. Half-life and α-ray energy of ¹⁴⁶Sm (англ.) // Zeitschrift für Physik. — 1987. — Vol. A 327. — P. 171—174. — doi:10.1007/BF01292406. — .
Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — .
Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — .
Villa I.M. et al. IUPAC-IUGS recommendation on the half-lives of ¹⁴⁷Sm and ¹⁴⁶Sm (англ.) // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 2020. — Vol. 285. — P. 70—77. — ISSN 0016-7037. — doi:10.1016/j.gca.2020.06.022.
Самарий 153Sm оксабифор в комплексной терапии метастатического поражения костей
Обнинский филиал НИФХИ им. Л. Я. Карпова отмечает 50 лет со дня пуска реактора
Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[12] Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ¹⁴⁴Nd

[14] Теоретически может претерпевать альфа-распад в ¹⁴⁵Nd

[15] Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ¹⁵⁴Gd

[1] 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. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .

[2] Оценка радиологической значимости редкоземельных металлов, имеющих природные радиоактивные изотопы. Э. П. Лисаченко. Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Санкт-Петербург

[kin12-3] Kinoshita M. et al. A Shorter ¹⁴⁶Sm Half-Life Measured and Implications for ¹⁴⁶Sm-¹⁴²Nd Chronology in the Solar System (англ.) // Science : journal. — 2012. — Vol. 335, no. 6076. — P. 1614-1617. — doi:10.1126/science.1215510.

[4] Friedman A. M. et al. Alpha decay half-lives of ¹⁴⁸Gd, ¹⁵⁰Gd, and ¹⁴⁶Sm (англ.) // Radiochimica Acta. — 1966. — Vol. 5, iss. 4. — P. 192—194. — doi:10.1524/ract.1966.5.4.192.

[5] Meissner F., Schmidt-Ott W.-D., Ziegeler L. Half-life and α-ray energy of ¹⁴⁶Sm (англ.) // Zeitschrift für Physik. — 1987. — Vol. A 327. — P. 171—174. — doi:10.1007/BF01292406. — .

[Nubase2003-6] Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — .

[7] Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — .

[8] Villa I.M. et al. IUPAC-IUGS recommendation on the half-lives of ¹⁴⁷Sm and ¹⁴⁶Sm (англ.) // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 2020. — Vol. 285. — P. 70—77. — ISSN 0016-7037. — doi:10.1016/j.gca.2020.06.022.

[9] Самарий 153Sm оксабифор в комплексной терапии метастатического поражения костей

[10] Обнинский филиал НИФХИ им. Л. Я. Карпова отмечает 50 лет со дня пуска реактора

[AME2003-11] Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .

[Nubase2020-13] Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.