Lithium-isotopen - Radioactief verval en halfwaardetijd

Feiten over de isotopen van lithium

CAROL & MIKE WERNER/SCIENCE FOTOBIBLIOTHEEK / Getty Images

Allemaal lithium atomen hebben drie protonen maar kan tussen nul en negen zijn neutronen . Er zijn er tien bekend isotopen van lithium, variërend van Li-3 tot Li-12. Veel lithiumisotopen hebben meerdere vervalpaden, afhankelijk van de totale energie van de kern en het totale kwantumgetal van het impulsmoment. Omdat de natuurlijke isotopenverhouding aanzienlijk varieert, afhankelijk van waar een lithiummonster is verkregen, kan het standaard atoomgewicht van het element het beste worden uitgedrukt als een bereik (d.w.z. 6,9387 tot 6,9959) in plaats van een enkele waarde.

Halfwaardetijd en verval van lithium-isotoop

Deze tabel geeft een overzicht van de bekende isotopen van lithium, hun halfwaardetijd en het type radioactief verval. Isotopen met meerdere vervalschema's worden weergegeven door een reeks halfwaardetijden tussen de kortste en langste halfwaardetijd voor dat type verval.

Isotoop	Halveringstijd	Verval
Li-3	--	p
Li-4	4,9 x 10-23seconden - 8,9 x 10-23seconden	p
Li-5	5,4 x 10-22seconden	p
Li-6	Stal 7,6 x 10-23seconden - 2,7 x 10-twintigseconden	Nvt a,3H, IT, n, p mogelijk
Li-7	Stal 7,5 x 10-22seconden - 7,3 x 10-14seconden	Nvt a,3H, IT, n, p mogelijk
Li-8	0,8 seconden 8,2 x 10-vijftienseconden 1,6 x 10-eenentwintigseconden - 1,9 x 10-twintigseconden	b- HET n
Li-9	0,2 seconden 7,5 x 10-eenentwintigseconden 1,6 x 10-eenentwintigseconden - 1,9 x 10-twintigseconden	b- n p
Li-10	onbekend 5,5 x 10-22seconden - 5,5 x 10-eenentwintigseconden	n c
Li-11	8,6 x 10-3seconden	b-
Li-12	1x 10-8seconden	n

• a alfa-verval
• b- beta-verval
• c gamma foton
• 3H waterstof-3-kern of tritiumkern
• HET isomere overgang
• n neutronenemissie
• p proton emissie

Tabelreferentie: ENSDF-database van het International Atomic Energy Agency (oktober 2010)

Lithium-3

Lithium-3 wordt helium-2 via protonenemissie.

Lithium-4

Lithium-4 vervalt vrijwel onmiddellijk (yoctoseconden) via protonenemissie in helium-3. Het vormt ook als tussenproduct in andere kernreacties.

Lithium-5

Lithium-5 vervalt via protonenemissie tot helium-4.

Lithium-6

Lithium-6 is een van de twee stabiele lithiumisotopen. Het heeft echter een metastabiele toestand (Li-6m) die een isomere overgang naar lithium-6 ondergaat.

Lithium-7

Lithium-7 is de tweede stabiele lithiumisotoop en de meest voorkomende. Li-7 is goed voor ongeveer 92,5 procent van het natuurlijke lithium. Vanwege de nucleaire eigenschappen van lithium is het in het universum minder overvloedig dan helium, beryllium, koolstof, stikstof of zuurstof.

Lithium-7 wordt gebruikt in het gesmolten lithiumfluoride van gesmolten zoutreactoren. Lithium-6 heeft een grote neutronenabsorptiedoorsnede (940 barns) vergeleken met lithium-7 (45 millibarns), dus lithium-7 moet vóór gebruik in de reactor worden gescheiden van de andere natuurlijke isotopen. Lithium-7 wordt ook gebruikt om koelvloeistof in drukwaterreactoren te alkaliseren. Van lithium-7 is bekend dat het kortstondig bevat: lambda deeltjes in zijn kern (in tegenstelling tot het gebruikelijke complement van alleen protonen en neutronen).

Lithium-8

Lithium-8 vervalt tot beryllium-8.

Lithium-9

Lithium-9 vervalt ongeveer de helft van de tijd tot beryllium-9 via bèta-minus verval en de andere helft van de tijd door neutronenemissie.

Lithium-10

Lithium-10 vervalt via neutronenemissie tot Li-9. Li-10-atomen kunnen in ten minste twee metastabiele toestanden voorkomen: Li-10m1 en Li-10m2.

Lithium-11

Van lithium-11 wordt aangenomen dat het een halo-kern heeft. Dit betekent dat elk atoom een ​​kern heeft die drie protonen en acht neutronen bevat, maar twee van de neutronen draaien om de protonen en andere neutronen. Li-11 vervalt via bèta-emissie tot Be-11.

Lithium-12

Lithium-12 vervalt snel via neutronenemissie tot Li-11.

bronnen

• Audi, G.; Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S. (2017). 'De NUBASE2016-evaluatie van nucleaire eigenschappen'. Chinese natuurkunde C. 41 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001
• Emsley, John (2001). Bouwstenen van de natuur: een A-Z-gids voor de elementen . Oxford Universiteit krant. blz. 234-239. ISBN 978-0-19-850340-8.
• Holden, Norman E. (januari-februari 2010). ' De impact van uitgeput⁶Li op het standaard atoomgewicht van lithium '. Chemie Internationaal. Internationale Unie van Pure en Toegepaste Chemie . Deel 32 nr. 1.
• Meija, Juris; et al. (2016). 'Atoomgewichten van de elementen 2013 (IUPAC Technical Report)'. Zuivere en toegepaste chemie . 88 (3): 265-91. doi: 10.1515/pac-2015-0305
• Wang, M.; Audi, G.; Kondev, F.G.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Xu, X. (2017). 'De AME2016 atomaire massa-evaluatie (II). Tabellen, grafieken en verwijzingen'. Chinese natuurkunde C. 41 (3): 030003–1—030003–442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003