Jelaskan Isotop dan nukleosintesis dari Itrium

Itrium di Tata Surya terbentuk melalui nukleosintesis bintang, sebagian besar oleh proses-s (≈72%), tetapi juga oleh proses-r (≈28%). Proses-r terdiri dari tangkapan neutron cepat oleh unsur yang lebih ringan selama ledakan supernova. Proses-s adalah tangkapan neutron lambat dari unsur-unsur yang lebih ringan di dalam bintang raksasa merah yang berdenyut.

Isotop itrium adalah salah satu produk paling umum dari fisi nuklir uranium dalam ledakan nuklir dan reaktor nuklir. Dalam konteks pengelolaan limbah nuklir, isotop itrium yang paling penting adalah 91Y dan 90Y, dengan waktu paruh masing-masing 58,51 hari dan 64 jam. Meskipun 90Y memiliki waktu paruh yang pendek, ia ada dalam kesetimbangan sekuler dengan isotop induknya yang berumur panjang, stronsium-90 (90Sr) dengan waktu paruh 29 tahun.

Semua unsur golongan 3 memiliki nomor atom ganjil, dan oleh karena itu memiliki sedikit isotop stabil. Skandium memiliki satu isotop stabil, dan itrium sendiri hanya memiliki satu isotop stabil, 89Y, yang juga merupakan satu-satunya isotop yang terbentuk secara alami. Namun, lantanida tanah jarang mengandung unsur-unsur dengan nomor atom genap dan memiliki banyak isotop stabil. 89Y dianggap lebih berlimpah daripada yang seharusnya, sebagian karena proses-s, yang memberikan cukup waktu bagi isotop yang dibuat oleh proses lain untuk meluruh melalui emisi elektron (neutron → proton). Proses yang lambat seperti itu cenderung mendukung isotop dengan nomor massa atom (A = proton + neutron) sekitar 90, 138 dan 208, yang memiliki inti atom stabil yang tidak biasa dengan masing-masing 50, 82, dan 126 neutron. Kestabilan ini diperkirakan dihasilkan dari penampang tangkapan neutron yang sangat rendah. Emisi elektron isotop dengan nomor massa tersebut kurang umum karena stabilitas ini, sehingga memiliki kelimpahan yang lebih tinggi. 89Y memiliki nomor massa mendekati 90 dan memiliki 50 neutron di dalam intinya.

Setidaknya 32 isotop itrium sintetis telah teramati, dengan rentang nomor massa atom mulai dari 76 hingga 108. Isotop yang paling tidak stabil adalah 106Y dengan waktu paruh >150 ns (76Y memiliki waktu paruh >200 ns) dan yang paling stabil adalah 88Y dengan waktu paruh 106,626 hari. Selain dari isotop 91Y, 87Y, dan 90Y, dengan waktu paruh masing-masing 58,51 hari, 79,8 jam, dan 64 jam, semua isotop lainnya memiliki waktu paruh kurang dari satu hari dan sebagian besar kurang dari satu jam.

Isotop itrium dengan nomor massa pada atau di bawah 88 meluruh terutama melalui emisi positron (proton → neutron) untuk membentuk isotop stronsium (Z = 38). Isotop itrium dengan nomor massa pada atau di atas 90 meluruh terutama melalui emisi elektron (neutron → proton) untuk membentuk isotop zirkonium (Z = 40). Isotop dengan nomor massa pada atau di atas 97 juga diketahui memiliki jalur peluruhan lain, emisi neutron β− tertunda, yang kecil.

Itrium memiliki setidaknya 20 isomer metastabil ("tereksitasi") dengan nomor massa mulai dari 78 hingga 102. Beberapa keadaan tereksitasi 80Y dan 97Y telah teramati. Walaupun sebagian besar isomer itrium diperkirakan kurang stabil daripada keadaan dasarnya, 78mY, 84mY, 85mY, 96mY, 98m1Y, 100mY, dan 102mY memiliki waktu paruh lebih lama daripada keadaan dasarnya, karena isomer ini meluruh melalui peluruhan beta dan bukan transisi isomeris.