Isotopes du tantale - Isotopes of tantalum
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Poids atomique standard A r, standard (Ta) | 180.947 88 (2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Le tantale naturel ( 73 Ta) est constitué de deux isotopes stables : 181 Ta (99,988%) et180m
Ta
(0,012%).
Il existe également 35 radio - isotopes artificiels connus , dont les plus durables sont 179 Ta avec une demi-vie de 1,82 ans, 182 Ta avec une demi-vie de 114,43 jours, 183 Ta avec une demi-vie de 5,1 jours et 177 Ta avec une demi-vie de 56,56 heures. Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à un jour, la plupart inférieure à une heure. Il existe également de nombreux isomères, dont le plus stable (autre que 180m Ta) est 178m1 Ta avec une demi-vie de 2,36 heures.
Le tantale a été proposé comme matériau de « salage » pour les armes nucléaires (le cobalt est un autre matériau de salage mieux connu). Une enveloppe de 181 Ta, irradiée par l'intense flux de neutrons à haute énergie d'une arme thermonucléaire qui explose, se transmuterait en isotope radioactif182
Ta
avec une demi-vie de 114,43 jours et produisent environ 1,12 MeV de rayonnement gamma , augmentant considérablement la radioactivité des retombées de l'arme pendant plusieurs mois. Une telle arme n'est pas connue pour avoir jamais été construite, testée ou utilisée.
Liste des isotopes
Nuclide |
Z | N |
Masse isotopique ( Da ) |
Demi vie |
Mode de décomposition |
Isotope fille |
Spin et parité |
Abondance naturelle (fraction molaire) | |||||||||||
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Énergie d'excitation | Proportion normale | Plage de variation | |||||||||||||||||
155 Ta |
73 | 82 | 154.97459(54)# | 13(4) µs [12(+4−3) µs] |
(11/2−) | ||||||||||||||
156 Ta |
73 | 83 | 155.97230(43)# | 144(24) millisecondes | β + (95,8%) | 156 Hf | (2−) | ||||||||||||
p (4,2%) | 155 Hf | ||||||||||||||||||
156m Ta |
102(7) keV | 0,36(4) s | p | 155 Hf | 9+ | ||||||||||||||
157 Ta |
73 | 84 | 156.96819(22) | 10.1(4) ms | α (91%) | 153 Lu | 1/2+ | ||||||||||||
β + (9%) | 157 Hf | ||||||||||||||||||
157m1 Ta |
22(5) keV | 4.3(1) ms | 11/2− | ||||||||||||||||
157m2 Ta |
1593(9) keV | 1,7(1) ms | α | 153 Lu | (25/2−) | ||||||||||||||
158 Ta |
73 | 85 | 157.96670(22)# | 49(8) ms | (96 %) | 154 Lu | (2−) | ||||||||||||
β + (4%) | 158 Hf | ||||||||||||||||||
158m Ta |
141(9) keV | 36,0(8) ms | (93 %) | 154 Lu | (9+) | ||||||||||||||
IL | 158 Ta | ||||||||||||||||||
β + | 158 Hf | ||||||||||||||||||
159 Ta |
73 | 86 | 158.963018(22) | 1.04(9) art. | β + (66%) | 159 Hf | (1/2+) | ||||||||||||
(34%) | 155 Lu | ||||||||||||||||||
159m Ta |
64(5) keV | 514(9) ms | (56%) | 155 Lu | (11/2−) | ||||||||||||||
β + (44 %) | 159 Hf | ||||||||||||||||||
160 Ta |
73 | 87 | 159.96149(10) | 1,70(20) s | α | 156 Lu | (2#)− | ||||||||||||
β + | 160 Hf | ||||||||||||||||||
160m Ta |
310(90)# keV | 1.55(4) art. | β + (66%) | 160 Hf | (9)+ | ||||||||||||||
(34%) | 156 Lu | ||||||||||||||||||
161 Ta |
73 | 88 | 160.95842(6)# | 3# s | β + (95%) | 161 Hf | 1/2+# | ||||||||||||
(5%) | 157 Lu | ||||||||||||||||||
161m Ta |
50(50)# keV | 2.89(12) art. | 11/2−# | ||||||||||||||||
162 Ta |
73 | 89 | 161.95729(6) | 3.57(12) art. | β + (99,92 %) | 162 Hf | 3+# | ||||||||||||
(.073%) | 158 Lu | ||||||||||||||||||
163 Ta |
73 | 90 | 162.95433(4) | 10.6(18) art. | β + (99,8%) | 163 Hf | 1/2+# | ||||||||||||
(.2%) | 159 Lu | ||||||||||||||||||
164 Ta |
73 | 91 | 163.95353(3) | 14.2(3) art. | β + | 164 Hf | (3+) | ||||||||||||
165 Ta |
73 | 92 | 164.950773(19) | 31,0(15) art. | β + | 165 Hf | 5/2−# | ||||||||||||
165m Ta |
60(30) keV | 9//2−# | |||||||||||||||||
166 Ta |
73 | 93 | 165.95051(3) | 34.4(5) art. | β + | 166 Hf | (2)+ | ||||||||||||
167 Ta |
73 | 94 | 166.94809(3) | 1.33(7) min | β + | 167 Hf | (3/2+) | ||||||||||||
168 Ta |
73 | 95 | 167.94805(3) | 2,0(1) minutes | β + | 168 Hf | (2−,3+) | ||||||||||||
169 Ta |
73 | 96 | 168.94601(3) | 4,9(4) minutes | β + | 169 Hf | (5/2+) | ||||||||||||
170 Ta |
73 | 97 | 169.94618(3) | 6,76 (6) minutes | β + | 170 Hf | (3)(+#) | ||||||||||||
171 Ta |
73 | 98 | 170.94448(3) | 23,3 (3) minutes | β + | 171 Hf | (5/2−) | ||||||||||||
172 Ta |
73 | 99 | 171.94490(3) | 36,8 (3) minutes | β + | 172 Hf | (3+) | ||||||||||||
173 Ta |
73 | 100 | 172.94375(3) | 3.14(13) h | β + | 173 Hf | 5/2− | ||||||||||||
174 Ta |
73 | 101 | 173.94445(3) | 1.14(8) heures | β + | 174 Hf | 3+ | ||||||||||||
175 Ta |
73 | 102 | 174.94374(3) | 10.5(2) heures | β + | 175 Hf | 7/2+ | ||||||||||||
176 Ta |
73 | 103 | 175.94486(3) | 8.09(5) heures | β + | 176 Hf | (1)− | ||||||||||||
176m1 Ta |
103.0(10) keV | 1.1(1) ms | IL | 176 Ta | (+) | ||||||||||||||
176m2 Ta |
1372.6(11)+X keV | 3,8(4) µs | (14−) | ||||||||||||||||
176m3 Ta |
2820(50) keV | 0,97 (7) ms | (20−) | ||||||||||||||||
177 Ta |
73 | 104 | 176.944472(4) | 56.56(6) heures | β + | 177 Hf | 7/2+ | ||||||||||||
177m1 Ta |
73,36(15) keV | 410(7) ns | 9//2− | ||||||||||||||||
177m2 Ta |
186,15(6) keV | 3,62(10) µs | 5/2− | ||||||||||||||||
177m3 Ta |
1355.01(19) keV | 5,31(25) µs | 21/2− | ||||||||||||||||
177m4 Ta |
4656.3(5) keV | 133(4) µs | 49/2− | ||||||||||||||||
178 Ta |
73 | 105 | 177.945778(16) | 9.31(3) minutes | β + | 178 Hf | 1+ | ||||||||||||
178m1 Ta |
100(50)# keV | 2,36(8) heures | β + | 178 Hf | (7)− | ||||||||||||||
178m2 Ta |
1570(50)# keV | 59(3) ms | (15−) | ||||||||||||||||
178m3 Ta |
3000(50)# keV | 290 (12) millisecondes | (21−) | ||||||||||||||||
179 Ta |
73 | 106 | 178.9459295(23) | 1.82(3) oui | CE | 179 Hf | 7/2+ | ||||||||||||
179m1 Ta |
30,7(1) keV | 1,42(8) µs | (9/2)− | ||||||||||||||||
179m2 Ta |
520,23 (18) keV | 335(45) ns | (1/2)+ | ||||||||||||||||
179m3 Ta |
1252.61(23) keV | 322(16) ns | (21/2−) | ||||||||||||||||
179m4 Ta |
1317,3(4) keV | 9,0(2) ms | IL | 179 Ta | (25/2+) | ||||||||||||||
179m5 Ta |
1327,9(4) keV | 1,6(4) µs | (23/2−) | ||||||||||||||||
179m6 Ta |
2639.3(5) keV | 54,1(17) millisecondes | (37/2+) | ||||||||||||||||
180 Ta |
73 | 107 | 179.9474648(24) | 8.152(6) h | CE (86 %) | 180 Hf | 1+ | ||||||||||||
β − (14 %) | 180 W | ||||||||||||||||||
180m1 Ta |
77,1(8) keV | Observation stable | 9− | 1,2(2)×10 -4 | |||||||||||||||
180m2 Ta |
1452,40 (18) keV | 31,2(14) µs | 15− | ||||||||||||||||
180m3 Ta |
3679.0(11) keV | 2,0(5) µs | (22−) | ||||||||||||||||
180m4 Ta |
4171.0+X keV | 17(5) µs | (23, 24, 25) | ||||||||||||||||
181 Ta |
73 | 108 | 180.9479958(20) | Observation stable | 7/2+ | 0,99988(2) | |||||||||||||
181m1 Ta |
6,238(20) keV | 6,05(12) µs | 9//2− | ||||||||||||||||
181m2 Ta |
615,21(3) keV | 18(1) µs | 1/2+ | ||||||||||||||||
181m3 Ta |
1485(3) keV | 25(2) µs | 21/2− | ||||||||||||||||
181m4 Ta |
2230(3) keV | 210(20) µs | 29/2− | ||||||||||||||||
182 Ta |
73 | 109 | 181.9501518(19) | 114.43(3) d | β - | 182 W | 3− | ||||||||||||
182m1 Ta |
16,263(3) keV | 283(3) ms | IL | 182 Ta | 5+ | ||||||||||||||
182m2 Ta |
519,572(18) keV | 15,84 (10) minutes | 10− | ||||||||||||||||
183 Ta |
73 | 110 | 182.9513726(19) | 5.1(1) d | β - | 183 W | 7/2+ | ||||||||||||
183m Ta |
73.174(12) keV | 107(11) ns | 9//2− | ||||||||||||||||
184 Ta |
73 | 111 | 183.954008(28) | 8.7(1) h | β - | 184 W | (5−) | ||||||||||||
185 Ta |
73 | 112 | 184.955559(15) | 49,4 (15) minutes | β - | 185 W | (7/2+)# | ||||||||||||
185m Ta |
1308(29) keV | >1 milliseconde | (21/2−) | ||||||||||||||||
186 Ta |
73 | 113 | 185.95855(6) | 10,5(3) minutes | β - | 186 W | (2−,3−) | ||||||||||||
186m Ta |
1,54(5) minutes | ||||||||||||||||||
187 Ta |
73 | 114 | 186.96053(21)# | 2# min [>300 ns] |
β - | 187 W | 7/2+# | ||||||||||||
188 Ta |
73 | 115 | 187.96370(21)# | 20#s [>300ns] |
β - | 188 W | |||||||||||||
189 Ta |
73 | 116 | 188.96583(32)# | 3#s [>300ns] |
7/2+# | ||||||||||||||
190 Ta |
73 | 117 | 189.96923(43)# | 0.3# s | |||||||||||||||
Cet en-tête et pied de page de tableau : |
- ^ m Ta - Isomère nucléaire excité.
- ^ ( ) – L'incertitude (1 σ ) est donnée sous forme concise entre parenthèses après les derniers chiffres correspondants.
- ^ # – Masse atomique marquée # : valeur et incertitude dérivées non pas de données purement expérimentales, mais au moins en partie des tendances de la Masse Surface (TMS).
- ^ a b c # - Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées de données expérimentales, mais au moins en partie des tendances des nucléides voisins (TNN).
-
^
Modes de décomposition :
CE : Capture d'électrons IL: Transition isométrique
p : Émission de protons - ^ Symbole en italique gras en tant que fille – Le produit fille est presque stable.
- ^ Symbole en gras en tant que fille – Le produit fille est stable.
- ^ ( ) valeur de rotation – Indique la rotation avec des arguments d'affectation faibles.
- ^ Seul isomère nucléaire stable d'un point de vue observationnel, on pense qu'il se désintègre par transition isomérique à 180 Ta, désintégration β − à 180 W ou capture d'électrons à 180 Hf avec une demi-vie de plus de 4,5 × 10 16 ans
- ^ L'un des rares noyaux stables impairs-impairs
- ^ Estimé subir une désintégration α à 177 Lu
Tantale-180m
Le nucléide 180m
Ta
( m désigne un état métastable ) a une énergie suffisante pour se désintégrer de trois manières : transition isomérique vers l' état fondamental de180
Ta
, désintégration bêta à180
W
, et la capture d'électrons pour180
Hf
. Cependant, aucune radioactivité provenant d'un quelconque mode de désintégration de cet isomère nucléaire n'a jamais été observée. Seule une limite inférieure de sa demi-vie de plus de 10 à 15 ans a été fixée, par observation. La décroissance très lente de180m
Ta
est attribué à son spin élevé (9 unités) et au spin faible des états inférieurs. La désintégration gamma ou bêta nécessiterait la suppression de nombreuses unités de moment angulaire en une seule étape, de sorte que le processus serait très lent.
La nature très inhabituelle de 180m Ta est que l'état fondamental de cet isotope est moins stable que l'isomère. Ce phénomène se manifeste dans le bismuth-210m ( 210m Bi) et l' américium-242m ( 242m Am), parmi d'autres nucléides.180
Ta
a une demi-vie de seulement 8 heures. 180m
Ta
est le seul isomère nucléaire naturel (à l'exclusion des nucléides radiogéniques et cosmogéniques à vie courte). C'est également le nucléide primordial le plus rare dans l'Univers observé pour tout élément ayant des isotopes stables. Dans un environnement stellaire de processus s avec une énergie thermique k B T = 26 k eV (c'est-à-dire une température de 300 millions de kelvins), les isomères nucléaires devraient être complètement thermalisés, ce qui signifie que 180 Ta passe rapidement entre les états de spin et son la demi-vie est estimée à 11 heures.
Au 3 octobre 2016, la demi-vie de 180 m Ta est calculée à partir d'observations expérimentales comme étant d'au moins4,5 × 10 16 (45 quadrillions) ans.
Les références
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- ^ P. Mohr, F. Kaeppeler et R. Gallino (2007). "La survie de l'isotope 180Ta le plus rare de la nature dans des conditions stellaires". Phys. Rév . C . 75 : 012802. arXiv : astro-ph/0612427 . doi : 10.1103/PhysRevC.75.012802 .CS1 maint : plusieurs noms : liste des auteurs ( lien )
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- Masses isotopiques de :
- Audi, Georges ; Bersillon, Olivier ; Blachot, Jean ; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "L' évaluation N UBASE des propriétés nucléaires et de désintégration" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Compositions isotopiques et masses atomiques standard de :
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi ; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR ; Taylor, Philip DP (2003). "Les poids atomiques des éléments. Révision 2000 (Rapport technique IUPAC)" . Chimie pure et appliquée . 75 (6) : 683-800. doi : 10.1351/pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Poids atomiques des éléments 2005 (Rapport technique IUPAC)" . Chimie pure et appliquée . 78 (11) : 2051-2066. doi : 10.1351/pac200678112051 . Résumé de laïcs .
- Données sur la demi-vie, le spin et les isomères sélectionnés à partir des sources suivantes.
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- Centre national de données nucléaires . "Base de données NuDat 2.x" . Laboratoire national de Brookhaven .
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