지르코늄 同位 元素

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自然系에 存在하는 지르코늄 의 安定 同位 元素 는 4種이며 90 Zr, 91 Zr, 92 Zr, 94 Zr이 存在한다. 94 Zr은 β - β - 崩壞를 통해 몰리브데넘 -94로 崩壞할 것으로 豫想되나 아직 崩壞되는 모습은 觀測되지 않았으며, 어쩌면 崩壞하지 않을 수도 있다. 92 Zr은 崩壞할 에너지가 存在하지 않은 安定 同位 元素들 中 가장 무거우며, 이보다 무거운 安定 同位 元素들은 若干이라도 崩壞할 수 있는 條件을 갖추게 된다.

93 Zr은 153萬年의 半減期 를 가지고 있으며, 太陽系 草創期에는 많이 存在했었지만 이미 먼 過去에 다 崩壞하고, 現在는 우라늄 , 토륨 의 自發 核分裂 生成物로 自然系에 微量 存在한다.

96 Zr은 半減期가 2.0×10 19 年이며, 지르코늄의 放射性 同位 元素들 中 가장 半減期가 길다. 人工的으로 만들어진 지르코늄의 同位 元素는 78 Zr부터 110 Zr까지이며 이들 中 89 Zr은 89 Y에 陽性子 를 調査해서 生成한다.

지르코늄-90 [ 編輯 ]

自然系의 지르코늄 同位體 中 가장 많이 存在하며 中性子 吸收率도 極度로 낮아 原子爐의 被覆材로 使用하도록 決定된 重要한 同位體이다.

지르코늄-93 [ 編輯 ]

原子爐의 被覆材 中 지르코늄-92의 一部가 中性子를 吸收하여 生成되며, 核分裂 生成物 中 많은 比率로 生成된다. 지르코늄-92는 中性子 吸收率이 極度로 낮아 아주 極微量만 中性子가 吸收되는데 이게 다른 元素로 바뀌지 않고 그대로 지르코늄-93으로 바뀌므로 化學的 變化가 없어 原子爐 被覆材가 極度로 安定되게 하는 役割을 한다.

하지만 지르코늄-92의 中性子 吸收率이 매우 낮기 때문에 被覆材 內部의 지르코늄-93의 存在는 意味가 없다. 被覆材 內部에서는 極微量 生成되기 때문에 意味가 없는 것이다. 그렇지만 지르코늄-93의 特性이 原子爐의 被覆材를 지르코늄으로 採擇되도록 하게 된 同位體이기 때문에 意味가 있다.

이 同位體는 核分裂 生成物에서 매우 높은 比率로 生成되기 때문에 意味가 높다. 每年 300톤 以上이 生成된다. 다만 弱한 베타崩壞로 崩壞하고 半減期가 길기 때문에 얇은 車閉幕으로도 遮蔽가 되므로 危險한 同位體는 아니다.

지르코늄-93은 지르코늄의 다른 安定 同位體에 비해 中性子 吸收率이 매우 높다. 따라서 一定 比率이 中性子 吸收를 통해 安定 同位體인 지르코늄-94로 合成된다.

지르코늄-94 [ 編輯 ]

지르코늄 安定 同位 元素의 한 種類이다. 半減期가 存在할 것으로 豫想해 왔었으나, 最近에는 이 同位體度 半減期가 存在하지 않고 다른 安定 同位體과 同一하게 安定할 것으로 豫想되고 있다.

지르코늄-95 [ 編輯 ]

自然系에 存在하는 94 Zr에 中性子를 添加하거나, 運轉中인 原子爐 被覆材의 安定 同位體의 94 Zr의 一部가 中性子를 吸收하면 變하게 된다. 다만 94 Zr의 中性子 吸收率이 極度로 낮기 때문에 거의 生成되지 않으므로 意味 없는 同位體이다. 95 Zr는 95 Nb로 崩壞한다.

票 [ 編輯 ]

核子
수 		Z( p ) N( n )  
同位 元素 質量 (u)
  		半減期 [n 1] 崩壞
方式(s) [1] [n 2] 		崩壞 生成
同位 元素 [n 3] 		核子
스핀 		自然系에 存在하는
同位 元素의
量
(몰 分率) 		自然系에 存在하는
最大 範圍
(몰 分率)
들뜬 에너지
78 Zr 40 38 77.95523(54)# 50# ms
[>170 ns] 		0+
79 Zr 40 39 78.94916(43)# 56(30) ms β + , p 78 Sr 5/2+#
β + 79 Y
80 Zr 40 40 79.9404(16) 4.6(6) s β + 80 Y 0+
81 Zr 40 41 80.93721(18) 5.5(4) s β + (>99.9%) 81 Y (3/2-)#
β + , p (<0.1%) 80 Sr
82 Zr 40 42 81.93109(24)# 32(5) s β + 82 Y 0+
83 Zr 40 43 82.92865(10) 41.6(24) s β + (>99.9%) 83 Y (1/2-)#
β + , p (<0.1%) 82 Sr
84 Zr 40 44 83.92325(21)# 25.9(7) min β + 84 Y 0+
85 Zr 40 45 84.92147(11) 7.86(4) min β + 85 Y 7/2+
85m Zr 292.2(3) keV 10.9(3) s IT (92%) 85 Zr (1/2-)
β + (8%) 85 Y
86 Zr 40 46 85.91647(3) 16.5(1) h β + 86 Y 0+
87 Zr 40 47 86.914816(9) 1.68(1) h β + 86 Y (9/2)+
87m Zr 335.84(19) keV 14.0(2) s IT 87 Zr (1/2)-
88 Zr 40 48 87.910227(11) 83.4(3) d ε 88 Y 0+
89 Zr 40 49 88.908890(4) 78.41(12) h β + 89 Y 9/2+
89m Zr 587.82(10) keV 4.161(17) min IT (93.77%) 89 Zr 1/2-
β + (6.23%) 89 Y
90 Zr [n 4] 40 50 89.9047044(25) 安定 0+ 0.5145(40)
90m1 Zr 2319.000(10) keV 809.2(20) ms IT 90 Zr 5-
90m2 Zr 3589.419(16) keV 131(4) ns 8+
91 Zr [n 4] 40 51 90.9056458(25) 安定 5/2+ 0.1122(5)
91m Zr 3167.3(4) keV 4.35(14) μs (21/2+)
92 Zr [n 4] 40 52 91.9050408(25) 安定 [n 5] 0+ 0.1715(8)
93 Zr [n 6] 40 53 92.9064760(25) 1.53(10)×10 6 a β - 93 Nb 5/2+
94 Zr [n 4] 40 54 93.9063152(26) 觀察 安定 [n 7] 0+ 0.1738(28)
95 Zr [n 4] 40 55 94.9080426(26) 64.032(6) d β - 95 Nb 5/2+
96 Zr [n 8] [n 4] 40 56 95.9082734(30) 2.0(4)×10 19 a β - β - [n 9] 96 Mo 0+ 0.0280(9)
97 Zr 40 57 96.9109531(30) 16.744(11) h β - 97m Nb 1/2+
98 Zr 40 58 97.912735(21) 30.7(4) s β - 98 Nb 0+
99 Zr 40 59 98.916512(22) 2.1(1) s β - 99m Nb 1/2+
100 Zr 40 60 99.91776(4) 7.1(4) s β - 100 Nb 0+
101 Zr 40 61 100.92114(3) 2.3(1) s β - 101 Nb 3/2+
102 Zr 40 62 101.92298(5) 2.9(2) s β - 102 Nb 0+
103 Zr 40 63 102.92660(12) 1.3(1) s β - 103 Nb (5/2-)
104 Zr 40 64 103.92878(43)# 1.2(3) s β - 104 Nb 0+
105 Zr 40 65 104.93305(43)# 0.6(1) s β - (>99.9%) 105 Nb
β - , n (<0.1%) 104 Nb
106 Zr 40 66 105.93591(54)# 200# ms
[>300 ns] 		β - 106 Nb 0+
107 Zr 40 67 106.94075(32)# 150# ms
[>300 ns] 		β - 107 Nb
108 Zr 40 68 107.94396(64)# 80# ms
[>300 ns] 		β - 108 Nb 0+
109 Zr 40 69 108.94924(54)# 60# ms
[>300 ns]
110 Zr 40 70 109.95287(86)# 30# ms
[>300 ns] 		0+
  1. ↑ 宇宙의 나이보다 半減期가 긴 同位 元素의 半減期는 굵은 글씨로 表記 (安定에 가까움)
  2. ↑ 略語:
    IT: 異性質核 轉移
  3. ↑ 安定 同位 元素는 굵은 글씨로 表記
  4. ↑ 가 나 다 라 마 바 核分裂 生成物
  5. ↑ 理論上으로 가장 무거운 安定 核者이다.
  6. ↑ 半減期가 긴 放射性 同位 元素
  7. ↑ β - β - 崩壞를 통해 94 Mo 으로 崩壞할 것이며 半減期는 3.4×10 22 年을 超過할 것으로 豫想된다.
  8. ↑ 太陽系 草創期 때부터 存在한 放射性 核者
  9. ↑ β - 崩壞를 통해 96 Nb으로 崩壞할 수 있다는 理論을 提示한다.

各州 [ 編輯 ]

  1. ↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx

外部 링크 [ 編輯 ]

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