Hidrojen izotopları

Hidrojen'in (H) (Standart atom ağırlığı: 1,00794 (7) u) üç doğal izotopu bulunur, bunlar 1H, 2H, ve 3H. Diğerleri, laboratuvar ortamında sentezlenen fakat doğada gözlenemeyen aşırı kararsız çekirdeklere sahiptir (4H arası 7H).Bugün sadece hidrojen elementinin izotopları farklı isimlerle adlandırılır. (Radyoaktivite çalışmaları sırasında, çeşitli radyoaktif izotoplar isimlendirilir; fakat bu gibi adlar uzun süre kullanılmaz). Sembollari D ve T olan izotoplar (2H ve 3H yerine) bazen döteryum ve trityum isimleri kullanılır. IUPAC üye ülkelerde bu kullanım yaygın olarak tercih edilmez.1H hidrojenin 99,98% oranla en yaygın bulunan izotopudur. Çünkü bu izotopun atom çekirdeği sadece bir protondan oluşmaktadır, bu nedenle nadiren protium olarak adlandırılır.2H, hidrojenin diğer kararlı izotopudur, döteryum olarak bilinir ve çekirdeği bir proton ve bir nötrondan meydana gelir. Dünyadaki hidrojenin 0,0026 – 0,0184% (mole-fraction veya atom-fraction) döteryum olarak bulunmaktadır, düşük miktarda hidrojen gazı olarak ve yüksek oranda (0,015% or 150 ppm) okyanus sularında bulunur. Döteryum radyoaktif değildir, ve önemli bir zehirleme tehlikesi bulunmaz. Normal hidrojen yerine zenginleştirilmiş döteryum molekülleri içeren su ağır su olarak adlandırılır. Döteryum ayrıca nükleer füzyon için potansiyel yakıttır.3H, trityum olarak bilinir ve çekirdeği bir proton ve iki nötrondan meydana gelir. Radyoaktiftir, β− çözünmesi yaparak helyum-3'e dönüşür ve yarılanma ömrü 12.32 yıldır.4H hidrojenin yüksek kararsızlığa sahip izotopudur. Çekirdeği bir proton ve üç nötrondan meydana gelir. Laboratuvar ortamında trityum ile döteryumun çok hızlı çekirdeklerinin bombardımanı sonucu oluşur. Bu deney esnasında,  trityum çekirdeği çok hızlı döteryum çekirdeklerinden nötron yakalar. Hidrojen-4'ün varlığı yayılan protonların belirlenmesiyle kanıtlanır. Atom ağırlığı 4,0279121'dir. Nötron emisyonu yolu ile çözünür ve yarılanma ömrü 9.93696x10−23 saniyedir.5H, hidrojenin yüksek kararsızlıktaki izotopudur. Çekirdeği bir proton ve dört nötrondan oluşur. Laboratuvar ortamında trityum ile trityumun çok hızlı çekirdeklerinin bombardımanı sonucu oluşur. Deney sırasında, bir trityum çekirdeği diğerinden iki nötron yakalar, bunun sonunda çekirdek bir proton  ve dört nötrona sahip olur. Nötron emisyonu yolu ile çözünür ve yarılanma ömrü 8.01930x10−23 saniyedir.7H bir proton ve altı nötrondan maydana gelir. İlk kez 2003 yılında Rus, Japon ve Fransız bilim adamları tarafından RIKEN 'de (RI Beam Science Laboratory) hidrojenin Helyum-8 atomlarıyla bombardıman edilmesi sonucu sentezlenmiştir. Reaksiyon sonucunda, helyum-8 hidrojen çekirdeğine nötron verir. İki artakalan proton "RIKEN teleskopu" ile algılanmıştır, cihaz birçok katmandan ve sensörden oluşmaktadır, hedefin arkasında yerleştirilen RI Beam Siklotron'udur.Müonyum parçacığı egzotik atom olan bir antimüon (müonlar artı antiparçacıklardır) ve bir elektron'dan oluşur, ve Mu veya µ+e− ile sembolize edilir. Müon'un yarılanma ömrü 2 µs'dir, müonyum müonyum klorür (MuCl) veya sodyum müonid (NaMu) bileşikleri oluşturabilir.İzotop çoğunluğu hassastır ve atom ağırlığı, değişimden geçerek sınırlanır. Belirli alanlarda, herhangi bir normal karasal maddeye uygulanabilir olmalı.Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry Vol. 75, No. 6, pp. 683–800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005).Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3–128 (2003).National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.