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Articulo de referencia

Isótopos de tantalio

El tantalio natural ( 73Ta ) consta de dos isótopos : el 181Ta (99,988%), que es estable desde el punto de vista observacional, y el 180mTa (0,012%). También se conocen 35 radio...

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El tantalio natural ( 73Ta ) consta de dos isótopos : el 181Ta (99,988%), que es estable desde el punto de vista observacional, y el 180mTa (0,012%).

También se conocen 35 radioisótopos artificiales , de los cuales los de mayor duración son el 179Ta con una vida media de 1,82 años, el 182Ta con una vida media de 114,74 días, el 183Ta con una vida media de 5,1 días y el 177Ta con una vida media de 56,46 horas. Todos los demás isótopos tienen vidas medias inferiores a un día, la mayoría inferiores a una hora. También existen numerosos isómeros, de los cuales el más estable (aparte del 180mTa ) es el 182m2Ta con una vida media de 15,8 minutos. Todos los isótopos e isómeros nucleares del tantalio son radiactivos o estables desde el punto de vista observacional , lo que significa que se predice que son radiactivos, pero no se ha observado ninguna desintegración real.

Se ha propuesto el tantalio como material de " salación " para armas nucleares ( el cobalto es otro material de salación más conocido). Una capa de tantalio, irradiada por el intenso flujo de neutrones de alta energía del arma, se transmutaría en el isótopo radiactivo 182.Ta , que produce aproximadamente 1,12 MeV de radiación gamma por desintegración y aumenta significativamente la radiactividad de la lluvia radiactiva del arma durante meses. No se tiene constancia de que un arma de este tipo haya sido construida, probada o utilizada jamás. [ 4 ] 

Lista de isótopos

  1. ↑ m Ta – Isómero nuclear excitado. 
  2. ↑ () – La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes. 
  3. ↑ # – Masa atómica marcada con # : valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos parcialmente de tendencias de la Superficie de Masa (TMS). 
  4. 1 2 3 # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos parcialmente de tendencias de nucleidos vecinos (TNN). 
  5. ↑ Modos de desintegración:
  6. ↑ Símbolo en negrita y cursiva como hija : el producto hija es casi estable. 
  7. ↑ Símbolo en negrita como hija – El producto hija es estable. 
  8. ↑ () valor de giro : indica giro con argumentos de asignación débiles. 
  9. 1 2 3 4 5 El orden del estado fundamental y del isómero es incierto.
  10. ↑ La única evidencia de un estado diferente al estado fundamental se reportó en las actas de una conferencia, no incluida en la base de datos de descubrimiento.
  11. 1 2 3 Vida media no medida, no incluida en la base de datos de descubrimientoError de cita: Parámetro desconocido " (consulte la página de ayuda ).
  12. ↑ Publicado únicamente en las actas de un congreso y no en una revista arbitrada.
  13. ↑ Único isómero nuclear observacionalmente estable conocido, se cree que se desintegra por transición isomérica a 180 Ta,desintegración β − a 180 W , o captura electrónica a 180 Hf con una vida media de más de 2,9 × 10 17 años; [ 8 ] también se teoriza que sufre desintegración α a 176 Lu
  14. ↑ Uno de los pocos núcleos impares-impares estables (observacionalmente)
  15. ↑ Se cree que sufre desintegración alfa a 177 Lu

Tantalio-180m

El nucleido 180mTa ( m denota un estado metaestable ) es uno de los pocos isómeros nucleares que son más estables que sus estados fundamentales. Aunque no es único en este sentido (esta propiedad la comparten el bismuto-210m ( 210m Bi) y el americio-242m ( 242m Am), entre otros nucleidos), es excepcional en el sentido de que es observacionalmente estable : nunca se ha observado ninguna desintegración. En contraste, el nucleido en estado fundamental 180El tantalio tiene una vida media de tan solo 8 horas.

180 metrosEl Ta tiene energía suficiente para desintegrarse de tres maneras: transición isomérica al estado fundamental de 180Ta , desintegración beta a 180W , o captura de electrones a 180Hf . Sin embargo, nunca se ha observado radiactividad de ninguno de estos modos de desintegración teóricamente posibles. A partir de 2023, la vida media del 180m Ta se calcula a partir de observaciones experimentales que es al menos2,9 × 10¹⁷ ( 290 cuatrillones) de años. [ 8 ] [ 11 ] [ 12 ] La desintegración muy lenta de 180 mSe atribuye a Ta su alto espín (9 unidades) y al bajo espín de los estados de menor energía. La desintegración gamma o beta requeriría la eliminación de muchas unidades de momento angular en un solo paso, por lo que el proceso sería muy lento. [ 13 ] Una supresión similar de la desintegración gamma o beta ocurre para 210m Bi , un emisor alfa de vida relativamente corta. [ 14 ]

Debido a esta estabilidad, 180 mTa es un nucleido primordial , el único isómero nuclear que se encuentra de forma natural (excluyendo los nucleidos radiogénicos y cosmogénicos de corta duración). Presenta una de las dos violaciones aparentes de la regla de isobara de Mattauch , la otra involucra al telurio-123 . También es el nucleido primordial más raro del Universo observado para cualquier elemento que tenga isótopos estables. En un entorno estelar de proceso s con una energía térmica k B T =A 26 keV  (es decir, una temperatura de 300 millones de kelvin), se espera que los isómeros nucleares estén completamente termalizados, lo que significa que el 180 Ta está en equilibrio entre estados de espín y se predice que su vida media total es de 11 horas. [ 15 ]

Es uno de los cinco únicos nucleidos estables que tienen un número impar de protones y un número impar de neutrones, siendo los otros cuatro nucleidos estables impar-impar 2 H , 6 Li , 10 B y 14 N . [ 16 ]

Véase también

Productos derivados distintos del tantalio

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación NUBASE2020 de las propiedades nucleares" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  2. ↑ "Pesos atómicos estándar: tantalio" . CIAAW . 2005.
  3. ↑ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). "Pesos atómicos estándar de los elementos 2021 (Informe técnico de la IUPAC)" . Pure and Applied Chemistry . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 . 
  4. ↑ DT Win; M. Al Masum (2003). "Armas de destrucción masiva" (PDF) . Assumption University Journal of Technology . 6 (4): 199– 219. Archivado del original (PDF) el 26 de marzo de 2009. Recuperado el 24 de septiembre de 2015 .
  5. ↑ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "Evaluación de la masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Chinese Physics C . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  6. ↑ Grupo de Datos Nucleares FRIB. "Proyecto de Descubrimiento de Nuclidos, Base de Datos de Isótopos" . doi : 10.11578/frib/2279152 .
  7. ↑ Grupo de Datos Nucleares FRIB. "Proyecto de Descubrimiento de Núclidos, Base de Datos de Isómeros" . doi : 10.11578/frib/2572219 .
  8. ^ Arnquist , IJ; Aviñón III, FT; Barabash, AS; Barton, CJ; Bhimani, KH; Blalock, E.; Bos, B.; Busch, M.; Buuck, M.; Caldwell, TS; Christofferson, CD; Chu, P.-H.; Clark, ML; Cuesta, C.; Detwiler, JA; Efremenko, Yu.; Ejiri, H.; Elliott, SR; Giovanni, GK; Goett, J.; Verde, diputado; Gruszko, J.; Guinn, ES; Guiseppe, VE; Haufe, CR; Henning, R.; Aguilar, D. Hervás; Hoppe, EW; Hostiuc, A.; Kim, yo; Kouzés, RT; Lannen V., TE; Li, A.; López-Castaño, JM; Massarczyk, R.; Meijer, SJ; Meijer, W.; Oli, TK; Paudel, LS; Pettus, W.; Poon, AWP; Radford, CC; Reina, AL; Rielage, K.; Rouyer, A.; Ruof, noroeste; Schaper, CC; Schleich, SJ; Smith-Gandy, TA; Tedeschi, D.; Thompson, JD; Varner, RL; Vasiliev, S.; Watkins, SL; Wilkerson, JF; Wiseman, C.; Xu, W.; Yu, C.-H. (13 de octubre de 2023). "Restricciones a la decadencia de 180 m Ta". Física. Rev. Lett . 131 (15) 152501. arXiv : 2306.01965 . doi : 10.1103/PhysRevLett.131.152501 . PMID 37897780 . 
  9. ↑ Chen, JL; Watanabe, H.; Walker, PM; et al. (2025). "Observación directa de la desintegración β y γ de un isómero de alta vida y espín prolongado en 187 Ta". Physical Review C . 111 (14304) 014304. arXiv : 2501.02848 . doi : 10.1103/PhysRevC.111.014304 . 
  10. ↑ "Alcanzando el límite prolato-oblato en 𝑁=116 mediante la primera fragmentación de un haz de 198 Pt: Transición abrupta a la triaxialidad en 189 Ta" . Physical Review C. 18 de marzo de 2025. doi : 10.1103/PhysRevC.111.L031301 .
  11. ↑ Conover, Emily (3 de octubre de 2016). "El núcleo más raro se resiste a desintegrarse" . Science News . Consultado el 5 de octubre de 2016 .
  12. ↑ Lehnert, Björn; Hult, Mikael; Lutter, Guillaume; Zuber, Kai (2017). "Búsqueda de la desintegración del isótopo más raro de la naturaleza, 180m Ta". Physical Review C . 95 (4) 044306. arXiv : 1609.03725 . Bibcode : 2017PhRvC..95d4306L . doi : 10.1103/PhysRevC.95.044306 . S2CID 118497863 . 
  13. ^ Mecánica cuántica para ingenieros Leon van Dommelen, Universidad Estatal de Florida
  14. ↑ Tuggle, DG (agosto de 1976). Estudios de desintegración de un isómero de alto espín de larga duración de 210 Bi (tesis). Universidad de California, Berkeley (EE. UU.): Laboratorio Lawrence Berkeley.Consulte la sección " Desintegración del 210m Bi en 210 Po".
  15. ↑ P. Mohr; F. Kaeppeler; R. Gallino (2007). "Supervivencia del isótopo más raro de la naturaleza, 180 Ta, en condiciones estelares". Phys. Rev. C . 75 012802. arXiv : astro-ph/0612427 . doi : 10.1103/PhysRevC.75.012802 . S2CID 44724195 . 
  16. ↑ Lide, David R., ed. (2002). Manual de Química y Física (88.ª ed.). CRC. ISBN  978-0-8493-0486-6. OCLC 179976746 . Archivado del original el 24 de julio de 2017 . Recuperado el 23 de mayo de 2008 .