核属性
超铀元素的同位素放射性以通常的方式:他们由发射α粒子衰变,β粒子,和伽马射线;他们也自发裂变。的表列出了重要的核属性的某些同位素化学研究是有用的。只有给出衰变的主要模式,尽管在很多情况下,其他的衰变模式也表现出的同位素。特别是,同位素锎- 252,α粒子衰变很重要,因为它决定了吗半衰期同位素的,但预期的应用程序利用它自发裂变衰变,产生巨大的中子输出。等同位素钚- 238,是有用的,因为它们相对较大的热功率输出在衰变(中给出表在瓦特/克)。研究化学和固体这些元素和他们的属性化合物显然要求同位素半衰期长。的同位素钚和锔例如,尤其可取的从这个角度来看。在表的具体活动(强度的测量放射源)给出的这些元素,可以生产的核反应堆。除了100号元素带电粒子反应产生的同位素必须使用粒子加速器,结果只有相对较少的原子可以在任何一个时间。
| 名称和质量 | 校长衰变模式 | 半衰期 | 具体的活动 | |
|---|---|---|---|---|
| 每毫克每分钟衰变 | 瓦特每克* | |||
| *热功率输出。 | ||||
| * *表示一个近似值。 | ||||
| 镎- 237 | α | 2.14 (106)年 | 1565年 | 2.07 (10−5) |
| 钚- 238 | α | 87.74年 | 3.8 (107) | 0.570 |
| 钚- 239 | α | 24110年 | 138000年 | 1.91 (10−3)* * |
| 钚- 242 | α | 375000年 | 8730年 | 1.13 (10−4) |
| 钚- 244 | α | 8.00 (107)年 | 39.1 | 4.93 (10−7) |
| 镅- 241 | α | 432.6年 | 7.6 (106) | 0.114 |
| 镅- 243 | α | 7370年 | 44000年 | 6.45 (10−3) |
| 锔- 242 | α | 162.8天 | 7.4 (109) | 122年 |
| 锔- 244 | α | 18.1年 | 1.80 (108) | 2.83 |
| 锔- 248 | α | 348000年 | 9400年 | 5.32 (10−4) |
| 锫- 249 | β(-) | 330天 | 3.6 (109) | 0.358 |
| 锎- 249 | α | 351年 | 9.1 (106) | 0.152 |
| 锎- 252 | α | 2.645年 | 1.2 (109) | 39 |
| 锿- 253 | α | 20.47天 | 5.6 (1010) | 1000年 |
| 镄- 257 | α | 100.5天 | 1.1 (1010) | 200 * * |
| 钔- 256 | 电子俘获 | 77分钟 | ||
| 钔- 258 | α | 51.5天 | ||
| 锘- 259 | α | 58分钟 | ||
| 铹- 260 | α | 180秒 | ||
| rutherfordium - 261 | α | 65秒 | ||
| 钍- 262 | α | 35秒 | ||
| seaborgium - 265 | 自发裂变 | 8秒 | ||
核结构和稳定
虽然衰变超铀元素的属性是很重要的对于潜在应用的元素,这些元素主要研究开发核反应、核和一个基本的理解原子结构。已知的超铀元素的研究也有助于预测还未被发现的同位素的属性和元素作为指导研究人员可以设计实验准备和识别它们。如图,已知的同位素可以图形化核(质子的数量Z沿着左轴)策划和中子的数量(N顶部)绘制轴。的相对稳定性同位素是由它们的相对高度。在这个隐喻表示,已知的同位素像半岛上空升起的不稳定。最稳定的同位素,出现在山顶,发生在特定的值神奇的数字。
神奇的数字来自能量分布的计算基于原子核的理论结构。根据这一理论,质子和中子(共同的核子)排列在细胞核内贝壳能够容纳最多只有固定数量的;当外壳(即关闭。,unable to accept any more nucleons), the nucleus is much more stable than when the shells are only partially filled. The number of neutrons or protons in the closed shells yields the magic numbers. These are 2, 8, 20, 28, 50, 82, and 126. Doubly magic nuclei, such as helium-4, oxygen-16, calcium-40, calcium-48, and lead-208, which have both full proton shells and full neutron shells, are especially stable. As the proton and neutron numbers depart further and further from the magic numbers, the nuclei are relatively less stable.
随着原子数达到最高,α粒子衰变的发射和自发裂变集(见下文)。在某种程度上(即相对稳定同位素的半岛。,with an overall half-life of at least one second) is terminated. There has been, however, considerable speculation, based on a number of theoretical calculations, that an island of stability might exist in the neighbourhood ofZ= 114,N= 184,这两个被认为是神奇的数字。的持续时间最长的同位素flerovium,114号元素N= 175,半衰期为2.7秒;这个长半衰期可以稳定岛的“海岸”。同位素在这个地区已经大大延长半衰期比邻近的同位素中子较少。也有证据表明轨道(有些增加稳定的地区)Z= 108,N= 162。
核衰变的过程
的相关超铀的地区的核属性和预测是基于系统误差(即观察到关系的扩展)和核结构的理论模型的发展。原子核结构理论的发展进展相当迅速,部分原因是有效与原子和分子理论可以得出。