Изотопи на циркониум

Природниот циркониум (<sub>40</sub>Zr) е составен од четири стабилни изотопи (од кои еден во иднина може да се најде радиоактивен) и еден многу долговечен радиоизотоп ( <sup>96</sup>Zr), првобитен нуклид кој се распаѓа преку двојно бета распаѓање со забележан период на полураспад од 2,0 ×<sup>10</sup> години може да претрпи и еднократно бета распаѓање, кое сè уште не е забележано, но теоретски предвидената вредност на t <sub>1/2</sub> е 2,4×10 <sup>20</sup> години. Вториот најстабилен радиоизотоп е <sup>93</sup>Zr, кој има полуживот од 1,53 милиони години. Забележани се триесет други радиоизотопи. Сите имаат полуживот помалку од еден ден, освен <sup>95</sup>Zr (64,02 дена), <sup>88</sup>Zr (83,4 дена) и <sup>89</sup>Zr (78,41 часа). Примарниот режим на распаѓање е електронски зафат за изотопи полесни од <sup>92</sup>Zr, а примарниот режим за потешки изотопи е бета распаѓање.
1 Листа на изотопи
<sup>77</sup>Zr, 40, 37, 76.96608(43)#, 100# μs, 3/2−#
<sup>78</sup>Zr, 40, 38, 77.95615(43)#, 50# ms[>200 ns], 0+
<sup>79</sup>Zr, 40, 39, 78.94979(32)#, 56(30) ms, β<sup>+</sup>, <sup>79</sup>Y, 5/2+#
<sup>80</sup>Zr, 40, 40, 79.94121(32)#, 4.6(6) s, β<sup>+</sup>, <sup>80</sup>Y, 0+
<sup>81</sup>Zr, 40, 41, 80.938245(99), 5.5(4) s, β<sup>+</sup> (99.88%), <sup>81</sup>Y, (3/2−)
β<sup>+</sup>, p (0.12%), <sup>80</sup>Sr
<sup>82</sup>Zr, 40, 42, 81.9317075(17), 32(5) s, β<sup>+</sup>, <sup>82</sup>Y, 0+
<sup>83</sup>Zr, 40, 43, 82.9292409(69), 42(2) s, β<sup>+</sup>, <sup>83</sup>Y, 1/2−#
β<sup>+</sup>, p (?%), <sup>82</sup>Sr
<sup>83m1</sup>Zr, 52.72(5) keV, 0.53(12) μs, IT, <sup>83</sup>Zr, (5/2−)
<sup>83m2</sup>Zr, 77.04(7) keV, 1.8(1) μs, IT, <sup>83</sup>Zr, (7/2+)
<sup>84</sup>Zr, 40, 44, 83.9233257(59), 25.8(5) min, β<sup>+</sup>, <sup>84</sup>Y, 0+
<sup>85</sup>Zr, 40, 45, 84.9214432(69), 7.86(4) min, β<sup>+</sup>, <sup>85</sup>Y, (7/2+)
<sup>85m</sup>Zr, 292.2(3) keV, 10.9(3) s, IT (?%), <sup>85</sup>Zr, 1/2−#
β<sup>+</sup> (?%), <sup>85</sup>Y
<sup>86</sup>Zr, 40, 46, 85.9162968(38), 16.5(1) h, β<sup>+</sup>, <sup>86</sup>Y, 0+
<sup>87</sup>Zr, 40, 47, 86.9148173(45), 1.68(1) h, β<sup>+</sup>, <sup>87</sup>Y, 9/2+
<sup>87m</sup>Zr, 335.84(19) keV, 14.0(2) s, IT, <sup>87</sup>Zr, 1/2−
<sup>88</sup>Zr, 40, 48, 87.9102207(58), 83.4(3) d, EC, <sup>88</sup>Y, 0+
<sup>88m</sup>Zr, 2887.79(6) keV, 1.320(25) μs, IT, <sup>88</sup>Zr, 8+
<sup>89</sup>Zr, 40, 49, 88.9088798(30), 78.360(23) h, β<sup>+</sup>, <sup>89</sup>Y, 9/2+
<sup>89m</sup>Zr, 587.82(10) keV, 4.161(10) min, IT (93.77%), <sup>89</sup>Zr, 1/2−
β<sup>+</sup> (6.23%), <sup>89</sup>Y
<sup>90</sup>Zr, 40, 50, 89.90469876(13), Stable, 0+, 0.5145(4)
<sup>90m1</sup>Zr, 2319.000(9) keV, 809.2(20) ms, IT, <sup>90</sup>Zr, 5-
<sup>90m2</sup>Zr, 3589.418(15) keV, 131(4) ns, IT, <sup>90</sup>Zr, 8+
<sup>91</sup>Zr, 40, 51, 90.90564021(10), Stable, 5/2+, 0.1122(5)
<sup>91m</sup>Zr, 3167.3(4) keV, 4.35(14) μs, IT, <sup>91</sup>Zr, (21/2+)
<sup>92</sup>Zr, 40, 52, 91.90503534(10), Stable, 0+, 0.1715(3)
<sup>93</sup>Zr, 40, 53, 92.90647066(49), 1.61(5)×10<sup>6</sup> y, β<sup>−</sup> (73%), <sup>93m1</sup>Nb, 5/2+
β<sup>−</sup> (27%), <sup>93</sup>Nb
<sup>94</sup>Zr, 40, 54, 93.90631252(18), Observationally stable, 0+, 0.1738(4)
<sup>95</sup>Zr, 40, 55, 94.90804028(93), 64.032(6) d, β<sup>−</sup>, <sup>95</sup>Nb, 5/2+
<sup>96</sup>Zr, 40, 56, 95.90827762(12), 2.34(17)×10<sup>19</sup> y, β<sup>−</sup>β<sup>−</sup>, <sup>96</sup>Mo, 0+, 0.0280(2)
<sup>97</sup>Zr, 40, 57, 96.91096380(13), 16.749(8) h, β<sup>−</sup>, <sup>97m</sup>Nb, 1/2+
<sup>97m</sup>Zr, 1264.35(16) keV, 104.8(17) ns, IT, <sup>97</sup>Zr, 7/2+
<sup>98</sup>Zr, 40, 58, 97.9127404(91), 30.7(4) s, β<sup>−</sup>, <sup>98</sup>Nb, 0+
<sup>98m</sup>Zr, 6601.9(11) keV, 1.9(2) μs, IT, <sup>98</sup>Zr, (17−)
<sup>99</sup>Zr, 40, 59, 98.916675(11), 2.1(1) s, β<sup>−</sup>, <sup>99m</sup>Nb, 1/2+
<sup>99m</sup>Zr, 251.96(9) keV, 336(5) ns, IT, <sup>99</sup>Zr, 7/2+
<sup>100</sup>Zr, 40, 60, 99.9180105(87), 7.1(4) s, β<sup>−</sup>, <sup>100</sup>Nb, 0+
<sup>101</sup>Zr, 40, 61, 100.9214585(89), 2.29(8) s, β<sup>−</sup>, <sup>101</sup>Nb, 3/2+
<sup>102</sup>Zr, 40, 62, 101.9231542(94), 2.01(8) s, β<sup>−</sup>, <sup>102</sup>Nb, 0+
<sup>103</sup>Zr, 40, 63, 102.9272041(99), 1.38(7) s, β<sup>−</sup> (>99%), <sup>103</sup>Nb, (5/2−)
β<sup>−</sup>, n (<1%), <sup>102</sup>Nb
<sup>104</sup>Zr, 40, 64, 103.929449(10), 920(28) ms, β<sup>−</sup> (>99%), <sup>104</sup>Nb, 0+
β<sup>−</sup>, n (<1%), <sup>103</sup>Nb
<sup>105</sup>Zr, 40, 65, 104.934022(13), 670(28) ms, β<sup>−</sup> (>98%), <sup>105</sup>Nb, 1/2+#
β<sup>−</sup>, n (<2%), <sup>104</sup>Nb
<sup>106</sup>Zr, 40, 66, 105.93693(22)#, 179(6) ms, β<sup>−</sup> (>98%), <sup>106</sup>Nb, 0+
β<sup>−</sup>, n (<2%), <sup>105</sup>Nb
<sup>107</sup>Zr, 40, 67, 106.94201(32)#, 145.7(24) ms, β<sup>−</sup> (>77%), <sup>107</sup>Nb, 5/2+#
β<sup>−</sup>, n (<23%), <sup>106</sup>Nb
<sup>108</sup>Zr, 40, 68, 107.94530(43)#, 78.5(20) ms, β<sup>−</sup>, <sup>108</sup>Nb, 0+
<sup>108m</sup>Zr, 2074.5(8) keV, 540(30) ns, IT, <sup>108</sup>Zr, (6+)
<sup>109</sup>Zr, 40, 69, 108.95091(54)#, 56(3) ms, β<sup>−</sup>, <sup>109</sup>Nb, 5/2+#
<sup>110</sup>Zr, 40, 70, 109.95468(54)#, 37.5(20) ms, β<sup>−</sup>, <sup>110</sup>Nb, 0+
<sup>111</sup>Zr, 40, 71, 110.96084(64)#, 24.0(5) ms, β<sup>−</sup>, <sup>111</sup>Nb, 5/2+#
<sup>112</sup>Zr, 40, 72, 111.96520(75)#, 43(21) ms, β<sup>−</sup>, <sup>112</sup>Nb, 0+
<sup>113</sup>Zr, 40, 73, 112.97172(32)#, 15# ms[>550 ns], 3/2+
<sup>114</sup>Zr, 40, 74, 0+
2 Циркониум-88
<sup>88</sup>Zr е радиоизотоп на циркониум со полуживот од 83,4 дена. Во јјануари 2019 година, овој изотоп бил откриен дека има пресек за фаќање неутрони од приближно 861.000 барн, ова е неколку реда на големина поголема од предвиденото и поголема од онаа на кој било друг нуклид освен ксенон-135.
3 Циркониум-89
<sup>89</sup>Zr е радиоизотоп на циркониум со период на полураспаѓање од 78,41 часа. Се произведува со протонско зрачење на природниот итриум-89. Неговиот најистакнат гама фотон има енергија од 909keV.
Циркониум-89 се користи во специјализирани дијагностички апликации користејќи позитронска емисиона томографија, на пример,табела за распаѓање, видете
4 Циркониум-93
<sup>93</sup>Zr е радиоизотоп на циркониум со период на полураспад од 1,53 милиони години, кој се распаѓа преку емисија на ниско-енергетска бета честичка . 73% од распаѓањата населуваат возбудена состојба на ниобиум -93, кој се распаѓа со полуживот од 14 години и нискоенергетски гама зрак до стабилна основна состојба од <sup>93</sup>Nb, додека останатите 27% од распаѓањата директно ја населуваат основната состојба. Тој е еден од само 7 долговечни производи за фисија. Ниската специфична активност и малате енергија на неговите зрачења ги ограничуваат радиоактивните опасности од овој изотоп.
Јаддреното цепење го произведува со принос на цепење од 6,3% (термичка неутронска фисија од <sup>235</sup>U), на исто ниво со другите најзастапени производи на цепење. Јадрените реактори обично содржат големи количества циркониум како обложување на горивни прачки (види циркалој), а неутронското зрачење од <sup>92</sup> Zr, исто така, произведува околу <sup>93</sup> Zr, иако тоа е ограничено со нискиот пресек на <sup>92</sup>Zr за зафаќање на неутрони од 0,22 барн. Навистина, една од основните причини за користење на циркониум во обложување на шипки за гориво е неговиот низок пресек.
<sup>93</sup>Zr има и низок пресек за зафаќање на неутрони од 0,7 барн. Повеќето фисија циркониум се состои од други изотопи, другиот изотоп со значителен пресек на апсорпција на неутрони е <sup>91</sup> Zr со пресек од 1,24 барн. <sup>93</sup>Zr е помалку атрактивен кандидат за отстранување со јадрена трансмутација отколку <sup>99</sup>Tc и <sup>129</sup>I. Мобилноста во почвата е релативно ниска, така што геолошкото отстранување може да биде соодветно решение. Алтернативно, ако ефектот врз неутронската економија од . Повисокиот пресек на се смета за прифатлив, озраченото обложување и производ на фисија Циркониум (кои се мешаат заедно во повеќето актуелни методи на јадрена преработка) може да се користат за да се формира нова обвивка од циркал. Штом облогата е внатре во реакторот, може да се толерира рфелативно ниско ниво на радиоактивност, но транспортот и производството може да бараат посебни мерки на претпазливост.
5 Наводи