Ізотопи радію — Вікіпедія

Ізото́пи ра́дію — різновиди хімічного елемента радію з різною кількістю нейтронів у атомному ядрі. Відомі ізотопи радію з масовими числами від 202 до 234 (кількість протонів 88, нейтронів від 114 до 146) та 12 ядерних ізомерів радію.

Радій не має ні стабільних ізотопів, ані ізотопів із гігантським періодом напіврозпаду, тому в природі ізотопи радію зустрічаються тільки в слідових кількостях як проміжний продукт розпаду природних урану і торію. З них найпоширеніший ²²⁶Ra (період напіврозпаду 1600 років, входить до радіоактивного ряду урану-238). Також зустрічаються ²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁵Ra, ²²⁸Ra.

Найбільш довгоживучі з ізотопів радію ²²⁶Ra (період напіврозпаду 1600 років) і ²²⁸Ra (період напіврозпаду 5,75 року). Інші ізотопи мають період напіврозпаду менше місяця.

Історичні назви

Деякі ізотопи радію під час відкриття не були коректно ідентифіковані як хімічні елементи, тому отримували власні назви:

Актиній Х (AcX) — ²²³Ra.
Торій X (ThX) — ²²⁴Ra.
Радій (Ra) — ²²⁶Ra (назва ізотопу згодом дала назву хімічному елементу).
Мезоторій 1 (MsTh₁) — ²²⁸Ra.

Таблиця ізотопів радію

Символ нукліда	Історична назва	Z(p)	N(n)	Маса ізотопу^[1] (а. о. м.)	Період напіврозпаду^[2] (T_1/2)	Канал розпаду	Продукт розпаду	Спін і парність ядра^[2]	Поширеність ізотопу в природі
Символ нукліда	Історична назва	Енергія збудження			Період напіврозпаду^[2] (T_1/2)	Канал розпаду	Продукт розпаду	Спін і парність ядра^[2]	Поширеність ізотопу в природі
²⁰¹Ra^[3]		88	113		8+40 −4 мс	α	197Rn	(3/2−)
^201mRa^[4]		260(30) кеВ			1.6+7.7 −0.7 мс	α	197mRn	(13/2+)
²⁰²Ra		88	114	202.00989(7)	3.8+1.3 −0.8 мс^[3]	α	198Rn	0+
²⁰³Ra		88	115	203,00927(9)	4(3) мс	α	199Rn	(3/2−)
²⁰³Ra		88	115	203,00927(9)	4(3) мс	β⁺ (рідко)	203Fr	(3/2−)
^203mRa		220(90) кеВ			41(17) мс	α	199Rn	(13/2+)
^203mRa		220(90) кеВ			41(17) мс	β⁺ (рідко)	203Fr	(13/2+)
²⁰⁴Ra		88	116	204,006500(17)	60(11) мс [59(+12−9) мс]	α (99,7 %)	200Rn	0+
²⁰⁴Ra		88	116	204,006500(17)	60(11) мс [59(+12−9) мс]	β⁺ (0,3 %)	204Fr	0+
²⁰⁵Ra		88	117	205,00627(9)	220(40) мс [210(+60−40) мс]	α	201Rn	(3/2−)
²⁰⁵Ra		88	117	205,00627(9)	220(40) мс [210(+60−40) мс]	β⁺ (рідко)	205Fr	(3/2−)
^205mRa		310(110)# кеВ			180(50) мс [170(+60−40) мс]	α	201Rn	(13/2+)
^205mRa		310(110)# кеВ			180(50) мс [170(+60−40) мс]	ІП (рідко)	²⁰⁵Ra	(13/2+)
²⁰⁶Ra		88	118	206,003827(19)	0,24(2) с	α	202Rn	0+
²⁰⁷Ra		88	119	207,00380(6)	1,3(2) с	α (90 %)	203Rn	(5/2−, 3/2−)
²⁰⁷Ra		88	119	207,00380(6)	1,3(2) с	β⁺ (10 %)	207Fr	(5/2−, 3/2−)
^207mRa		560(50) кеВ			57(8) мс	ІП (85 %)	²⁰⁷Ra	(13/2+)
						α (15 %)	203Rn
						β⁺ (0,55 %)	207Fr
²⁰⁸Ra		88	120	208,001840(17)	1,3(2) с	α (95 %)	204Rn	0+
²⁰⁸Ra		88	120	208,001840(17)	1,3(2) с	β⁺ (5 %)	208Fr	0+
^208mRa		1800(200) кеВ			270 нс			(8+)
²⁰⁹Ra		88	121	209,00199(5)	4,6(2) с	α (90 %)	205Rn	5/2−
²⁰⁹Ra		88	121	209,00199(5)	4,6(2) с	β⁺ (10 %)	209Fr	5/2−
²¹⁰Ra		88	122	210,000495(16)	3,7(2) с	α (96 %)	206Rn	0+
²¹⁰Ra		88	122	210,000495(16)	3,7(2) с	β⁺ (4 %)	210Fr	0+
^210mRa		1800(200) кеВ			2,24 мкс			(8+)
²¹¹Ra		88	123	211,000898(28)	13(2) с	α (97 %)	207Rn	5/2(−)
²¹¹Ra		88	123	211,000898(28)	13(2) с	β⁺ (3 %)	211Fr	5/2(−)
²¹²Ra		88	124	211,999794(12)	13,0(2) с	α (85 %)	208Rn	0+
²¹²Ra		88	124	211,999794(12)	13,0(2) с	β⁺ (15 %)	212Fr	0+
^212m1Ra		1958,4(5) кеВ			10,9(4) мкс			(8)+
^212m2Ra		2613,4(5) кеВ			0,85(13) мкс			(11)−
²¹³Ra		88	125	213,000384(22)	2,74(6) хв	α (80 %)	209Rn	1/2−
²¹³Ra		88	125	213,000384(22)	2,74(6) хв	β⁺ (20 %)	213Fr	1/2−
^213mRa		1769(6) кеВ			2,1(1) мс	ІП (99 %)	²¹³Ra	17/2−#
^213mRa		1769(6) кеВ			2,1(1) мс	α (1 %)	209Rn	17/2−#
²¹⁴Ra		88	126	214,000108(10)	2,46(3) с	α (99,94 %)	210Rn	0+
²¹⁴Ra		88	126	214,000108(10)	2,46(3) с	β⁺ (0,06 %)	214Fr	0+
²¹⁵Ra		88	127	215,002720(8)	1,55(7) мс	α	211Rn	(9/2+)#
^215m1Ra		1877,8(5) кеВ			7,1(2) мкс			(25/2+)
^215m2Ra		2246,9(5) кеВ			1,39(7) мкс			(29/2−)
^215m3Ra		3756,6(6)+X кэВ			0,555(10) мкс			(43/2−)
²¹⁶Ra		88	128	216,003533(9)	182(10) нс	α	212Rn	0+
²¹⁶Ra		88	128	216,003533(9)	182(10) нс	ЕЗ (1⋅10⁻⁸%)	216Fr	0+
²¹⁷Ra		88	129	217,006320(9)	1,63(17) мкс	α	213Rn	(9/2+)
²¹⁸Ra		88	130	218,007140(12)	25,2(3) мкс	α	214Rn	0+
²¹⁸Ra		88	130	218,007140(12)	25,2(3) мкс	β⁺β⁺ (рідко)	218Rn	0+
²¹⁹Ra		88	131	219,010085(9)	10(3) мс	α	215Rn	(7/2)+
²²⁰Ra		88	132	220,011028(10)	17,9(14) мс	α	216Rn	0+
²²¹Ra		88	133	221,013917(5)	28(2) с	α	217Rn	5/2+
²²¹Ra		88	133	221,013917(5)	28(2) с	КР (1,2⋅10⁻¹⁰%)	207Pb 14C	5/2+
²²²Ra		88	134	222,015375(5)	38,0(5) с	α	218Rn	0+
²²²Ra		88	134	222,015375(5)	38,0(5) с	КР (3⋅10⁻⁸%)	208Pb 14C	0+
²²³Ra^{[прим. 1]}	Актиній X	88	135	223,0185022(27)	11,43(5) сут	α	219Rn	3/2+	слідові кількості^{[прим. 2]}
²²³Ra^{[прим. 1]}	Актиній X	88	135	223,0185022(27)	11,43(5) сут	КР (6,4⋅10⁻⁸%)	209Pb 14C	3/2+	слідові кількості^{[прим. 2]}
²²⁴Ra	Торій X	88	136	224,0202118(24)	3,6319(23) доби	α	220Rn	0+	слідові кількості^{[прим. 3]}
²²⁴Ra	Торій X	88	136	224,0202118(24)	3,6319(23) доби	КР (4,3⋅10⁻⁹%)	210Pb 14C	0+	слідові кількості^{[прим. 3]}
²²⁵Ra		88	137	225,023612(3)	14,9(2) доби	β⁻	225Ac	1/2+
²²⁶Ra	Радій	88	138	226,0254098(25)	1600(7) років	α	222Rn	0+	слідові кількості^{[прим. 4]}
						β⁻β⁻ (рідко)	226Th
						КР (2,6⋅10⁻⁹%)	212Pb 14C
²²⁷Ra		88	139	227,0291778(25)	42,2(5) хв	β⁻	227Ac	3/2+
²²⁸Ra	Мезоторій 1	88	140	228,0310703(26)	5,75(3) року	β⁻	228Ac	0+	слідові кількості^{[прим. 3]}
²²⁹Ra		88	141	229,034958(20)	4,0(2) хв	β⁻	229Ac	5/2(+)
²³⁰Ra		88	142	230,037056(13)	93(2) хв	β⁻	230Ac	0+
²³¹Ra		88	143	231,04122(32)#	103(3) с	β⁻	231Ac	(5/2+)
^231mRa		66,21(9) кеВ			~53 мкс			(1/2+)
²³²Ra		88	144	232,04364(30)#	250(50) с	β⁻	232Ac	0+
²³³Ra		88	145	233,04806(50)#	30(5) с	β⁻	233Ac	1/2+#
²³⁴Ra		88	146	234,05070(53)#	30(10) с	β⁻	234Ac	0+

↑ Використовують для лікування раку кісток
↑ Проміжний продукт розпаду урану-235
↑ ^а ^б Проміжний продукт розпаду торію-232
↑ Проміжний продукт розпаду урану-238

Пояснення до таблиці

Індексами 'm', 'n', 'p' (поряд із символом) позначено збуджені ізомерні стани нукліда.

Символами, виділеними жирним шрифтом, позначено стабільні продукти розпаду. Символами, виділеними жирним курсивом, позначено радіоактивні продукти розпаду, періоди напіврозпаду яких порівнянні з віком Землі або перевершують його і внаслідок цього присутні в природній суміші.

Значення, позначені ґраткою (#), отримано не лише з експериментальних даних, а (хоча б частково) оцінено зі систематичних трендів у сусідніх нуклідів (із такими ж співвідношеннями $Z$ та $N$ ). Невпевнено визначені значення спіну та/або парності взято в дужки.

Похибку наведено у вигляді числа в дужках, вираженого в одиницях останньої цифри, що означає, одне стандартне відхилення (за винятком поширеності та стандартної атомної маси ізотопу за даними ІЮПАК, для яких похибку визначають складніше). Приклади: 29770,6(5) означає 29770,6±0,5; 21,48(15) означає 21,48±0,15; −2200,2(18) означає −2200,2±1,8.

Примітки

↑ Дані наведено за Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X.. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures : [англ.] // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, no. 3. — С. 030002-1—030002-344. — DOI:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
↑ ^а ^б Дані наведено за 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, no. 3. — С. 030001-1—030001-180. — DOI:10.1088/1674-1137/abddae.
↑ ^а ^б Kalaninová, Z.; Antalic, S.; Andreyev, A. N.; Heßberger, F. P.; Ackermann, D.; Andel, B.; Bianco, L.; Hofmann, S.; Huyse, M.; Kindler, B.; Lommel, B.; Mann, R.; Page, R. D.; Sapple, P. J.; Thomson, J.; Van Duppen, P.; Venhart, M. (12 травня 2014). Decay of ^201–203Ra and ^200–202Fr (PDF). Physical Review C (англ.). 89 (5): 054312. doi:10.1103/PhysRevC.89.054312. ISSN 0556-2813. Процитовано 11 червня 2023.
↑ Uusitalo, J.; Leino, M.; Enqvist, T.; Eskola, K.; Grahn, T.; Greenlees, P. T.; Jones, P.; Julin, R.; Juutinen, S.; Keenan, A.; Kettunen, H.; Koivisto, H.; Kuusiniemi, P.; Leppänen, A.-P.; Nieminen, P.; Pakarinen, J.; Rahkila, P.; Scholey, C. (11 лютого 2005). α decay studies of very neutron-deficient francium and radium isotopes. Physical Review C. 71 (2): 024306. doi:10.1103/PhysRevC.71.024306. ISSN 0556-2813.