Bismuth-209 - Bismuth-209

Bismuth-209,  ²⁰⁹ Bi

Général
symbole	209 Bi
Noms	bismuth-209, Bi-209
Les protons	83
Neutrons	126
Données sur les nucléides
Abondance naturelle	100%
Demi-vie	2,01 × 10 19 ans
Isotopes parents	209 Pb  ( β - ) 209 Po  ( β + ) 213 At  ( α )
Produits de désintégration	205 Tl
Masse isotopique	208,9803987 u
Tournoyer	9 / 2−
Excès d'énergie	−18 258,461 ± 2,4 keV
Énergie de liaison	7847,987 ± 1,7 keV
Modes de désintégration
Mode de décroissance	Énergie de désintégration ( MeV )
Émission alpha	3,1373
Isotopes du bismuth Tableau complet des nucléides

Le bismuth-209 ( ²⁰⁹ Bi) est l' isotope du bismuth avec la plus longue demi-vie connue de tout radio - isotope qui subit une désintégration α ( désintégration alpha ). Il a 83 protons et un nombre magique de 126 neutrons, et une masse atomique de 208,9803987 amu (unités de masse atomique). Le bismuth primordial se compose entièrement de cet isotope.

Propriétés de désintégration

On a longtemps pensé que le bismuth-209 possédait le noyau stable le plus lourd de tous les éléments, mais en 2003, une équipe de recherche de l'Institut d'Astrophysique Spatiale d' Orsay, en France , a découvert que le ²⁰⁹ Bi subit une désintégration alpha avec une demi-vie d'environ 19 exayears (1,9 × 10 ¹⁹ , environ 19 quintillions d'années), plus d'un milliard de fois plus longtemps que l' âge estimé actuel de l'univers . Le noyau le plus lourd considéré comme stable est maintenant le plomb-208 et l' élément mononucléidique stable le plus lourd est l' or comme l' isotope ¹⁹⁷ Au .

La théorie avait précédemment prédit une demi-vie de 4,6 × 10 ¹⁹ ans. L'événement de désintégration produit une particule alpha de 3,14 MeV et convertit l'atome en thallium-205 .

Le bismuth-209 finira par former ²⁰⁵ Tl s'il n'est pas perturbé:

²⁰⁹
₈₃ Bi
→ ²⁰⁵
₈₁ Tl
+ ⁴
₂ Il

En cas de perturbation, il se joindrait au cycle de capture des neutrons plomb-bismuth du plomb-206/207/208 au bismuth-209, malgré de faibles sections efficaces de capture. Même dans le cas du thallium-205 ci-dessus, une fois complètement ionisé, il revient à nouveau au plomb.

En raison de sa demi-vie extrêmement longue, pour presque toutes les applications, le ²⁰⁹ Bi peut encore être traité comme s'il n'était pas radioactif. Sa radioactivité est beaucoup plus légère que celle de la chair humaine, elle ne présente donc aucun risque significatif de radiation. Bien que ²⁰⁹ Bi détient le record de demi-vie pour la désintégration alpha, le bismuth n'a pas la plus longue demi-vie de tout radionucléide trouvé expérimentalement - cette distinction appartient au tellure -128 ( ¹²⁸ Te ) avec une demi-vie estimée à 7,7 × 10 ²⁴ ans par double désintégration β (double désintégration bêta).

La demi-vie du bismuth-209 a été confirmée en 2012 par une équipe italienne du Gran Sasso qui a rapporté (2,01 ± 0,08) × 10 ¹⁹ ans, et une demi-vie encore plus longue, pour la désintégration alpha du bismuth-209 au premier état excité du thalium-205 à 204 keV, a été estimée à 1,66 × 10 ²¹ ans. Même si cette valeur est plus courte que la demi-vie mesurée du tellure-128, les deux désintégrations alpha du bismuth-209 détiennent le record des largeurs de lignes naturelles les plus minces de toute excitation physique mesurable, estimées respectivement à ΔΕ ~ 5,5 × 10 ^-43 eV et ΔΕ ~ 1,3 × 10 ⁻⁴⁴ eV en application du principe d'incertitude de Heisenberg (la double désintégration bêta produirait des raies d'énergie uniquement dans des transitions sans neutrino, ce qui n'a pas encore été observé).

Les usages

^{Le 210} Po peut être fabriqué en bombardant ²⁰⁹ Bi avec des neutrons dans un réacteur nucléaire. Seuls 100 grammes de ²¹⁰ Po sont produits chaque année. L'astatine peut également être produite en bombardant ²⁰⁹ Bi avec des particules alpha.

Formation

Dans les étoiles géantes rouges de la branche géante asymptotique , le processus s ( processus lent) est en cours pour produire du bismuth-209 et du polonium-210 par capture de neutrons en tant qu'éléments les plus lourds à former, et ce dernier se désintègre rapidement. Tous les éléments plus lourds que lui sont formés dans le processus r , ou processus rapide, qui se produit pendant les quinze premières minutes des supernovas .

Voir également

• Isotopes du bismuth

Remarques

Briquet: bismuth-208	Le bismuth-209 est un isotope du bismuth	Plus lourd: bismuth-210
Produit de désintégration de: astatine-213 ( α ) polonium-209 ( β + ) plomb-209 ( β - )	Chaîne de désintégration du bismuth-209	Se désintègre en: thallium-205 (α)

Les références