Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Атомдық саны 40-қа тең, бірақ массалық саны әртүрлі нуклидтер
Nuclides with atomic number of 40 but with different mass numbers
Табиғи цирконий (40Zr) төрт тұрақты изотоптан (олардың бірі болашақта радиоактивті болуы мүмкін) және бір өте ұзақ өмір сүретін радиоизотоптан (96Zr) тұрады. Бұл нуклид қос бета ыдырау арқылы ыдырайды, байқалған жартылай ыдырау мерзімі 2,0×1019 жылды құрайды; сонымен қатар, бір бета ыдырауынан өтуі мүмкін, бірақ ол әлі байқалған жоқ, алайда теориялық болжам бойынша жартылай ыдырау мерзімі 2,4×1020 жылды құрайды. Екінші ең тұрақты радиоизотоп – 93Zr, оның жартылай ыдырау мерзімі 1,53 миллион жыл. Тағы 30 радиоизотоп байқалған. Олардың барлығының жартылай ыдырау мерзімі бір тәуліктен кем, тек 95Zr (64,02 күн), 88Zr (83,4 күн) және 89Zr (78,41 сағат) ерекшеленеді. 92Zr-ден жеңіл изотоптар үшін басты ыдырау түрі – электронды тұтқындау, ал ауыр изотоптар үшін – бета ыдырау.
Naturally occurring zirconium (40Zr) is composed of four stable isotopes (of which one may in the future be found radioactive), and one very long lived radioisotope (96Zr), a primordial nuclide that decays via double beta decay with an observed half life of 2.0×1019 years; it can also undergo single beta decay, which is not yet observed, but the theoretically predicted value of t1/2 is 2.4×1020 years. The second most stable radioisotope is 93Zr, which has a half life of 1.53 million years. Thirty other radioisotopes have been observed. All have half lives less than a day except for 95Zr (64.02 days), 88Zr (83.4 days), and 89Zr (78.41 hours). The primary decay mode is electron capture for isotopes lighter than 92Zr, and the primary mode for heavier isotopes is beta decay.
Цирконий-88
88Zr – цирконийдің 83,4 күндік жартылай ыдырау периоды бар радиоизотопы. 2019 жылдың қаңтар айында осы изотоптың нейтронды тұтқындау қимасының шамамен 861 000 қораға тең екендігі анықталды; бұл күтілгеннен бірнеше есе артық, және ксенон-135-тен басқа ешқандай нуклидке қарағанда жоғары.
88Zr is a radioisotope of zirconium with a half life of 83.4 days. In January 2019, this isotope was discovered to have a neutron capture cross section of approximately 861,000 barns; this is several orders of magnitude greater than predicted, and greater than that of any other nuclide except xenon 135.
Цирконий-89
89Zr - цирконийдің радиоизотопы, жартылай ыдырау периоды 78,41 сағатты құрайды. Ол табиғи иттрий-89-ды протонмен сәулелендіру арқылы өндіріледі. Оның ең айқын гамма-сәулесінің энергиясы 909 кэВ-қа тең. Цирконий-89 позитрон-эмиссиялық томографияны қолданатын, арнайы диагностикалық мақсаттарда қолданылады, мысалы, цирконий-89 белгіленген антиденелермен (иммуно-ПЭТ). Ыдырау кестесін қараңыз.
89Zr is a radioisotope of zirconium with a half life of 78.41 hours. It is produced by proton irradiation of natural yttrium 89. Its most prominent gamma photon has an energy of 909 keV. Zirconium 89 is employed in specialized diagnostic applications using positron emission tomography imaging, for example, with zirconium 89 labeled antibodies (immuno PET). For a decay table, see
Цирконий-93
93Zr – цирконийдің радиоизотопы, жартылай ыдырау периоды 1,53 миллион жылды құрайды және төмен энергиялы бета-бөлшектерді шығару арқылы ыдырайды. Ыдыраулардың 73% ниобий-93-тің қозу күйін толтырады, ол 14 жылдық жартылай ыдырау периодымен және төмен энергиялы гамма-сәуле арқылы 93Nb-нің тұрақты негізгі күйіне дейін ыдырайды, ал қалған 27% тікелей негізгі күйге өтеді. Бұл 7 ұзақ өмір сүретін бөліну өнімінің бірі. Оның төмен специфик активтігі және сәулеленуінің төмен энергиясы осы изотоптың радиоактивті қауіптілігін шектейді. Ядролық бөліну кезінде 6,3% бөліну шығымымен (235U-дың термиялық нейтрондық бөлінуі) басқа кең таралған бөліну өнімдерімен шамалас мөлшерде пайда болады. Ядролық реакторларда цирконий көбінесе отын таяқшаларының қаптамасы ретінде қолданылады (қ. зircaloy), ал 92Zr-дің нейтрондық сәулеленуі де 93Zr-дің шағын мөлшерін тудырады, бірақ бұл 92Zr-дің 0,22 барн-ға тең төмен нейтрондық тұтқындау қимасымен шектеледі. Шындығында, отын таяқшаларының қаптамасында цирконийді қолданудың басты себептерінің бірі – оның төмен қимасы. 93Zr-дің де 0,7 барн-ға тең төмен нейтрондық тұтқындау қимасы бар. Көптеген бөліну кезінде пайда болатын цирконий басқа изотоптардан тұрады; маңызды нейтронды сіңіру қимасына ие басқа изотоп – 91Zr, оның қимасы 1,24 барн-ды құрайды. 93Zr ядролық трансмутация арқылы жоюға қарағанда 99Tc және 129I-ге қарағанда аз қызығушылық тудырады. Топырақтағы жылдамдығы салыстырмалы түрде төмен болғандықтан, геологиялық қоймалау жеткілікті шешім болуы мүмкін. Егер оның жоғары қимасының нейтрондық экономикаға тигізетін әсері қанағаттанарлық деп табылса, сәулеленген қаптама және бөліну өнімі цирконий (көбінесе қазіргі ядролық қайта өңдеу әдістерінде араластырылған) жаңа zircaloy қаптамасын жасау үшін қолданылуы мүмкін. Қаптама реактордың ішінде болғаннан кейін, салыстырмалы түрде төмен деңгейдегі радиоактивтілікке төзуге болады, бірақ тасымалдау және өндіру кезінде арнайы сақтық шаралары қажет болуы мүмкін.
93Zr is a radioisotope of zirconium with a half life of 1.53 million years, decaying through emission of a low energy beta particle. 73% of decays populate an excited state of niobium 93, which decays with a halflife of 14 years and a low energy gamma ray to the stable ground state of 93Nb, while the remaining 27% of decays directly populate the ground state. It is one of only 7 long lived fission products. The low specific activity and low energy of its radiations limit the radioactive hazards of this isotope. Nuclear fission produces it at a fission yield of 6.3% (thermal neutron fission of 235U), on a par with the other most abundant fission products. Nuclear reactors usually contain large amounts of zirconium as fuel rod cladding (see zircaloy), and neutron irradiation of 92Zr also produces some 93Zr, though this is limited by 92Zr's low neutron capture cross section of 0.22 barns. Indeed, one of the primary reasons for using zirconium in fuel rod cladding is its low cross section. 93Zr also has a low neutron capture cross section of 0.7 barns. Most fission zirconium consists of other isotopes; the other isotope with a significant neutron absorption cross section is 91Zr with a cross section of 1.24 barns. 93Zr is a less attractive candidate for disposal by nuclear transmutation than are 99Tc and 129I. Mobility in soil is relatively low, so that geological disposal may be an adequate solution. Alternatively, if the effect on the neutron economy of 's higher cross section is deemed acceptable, irradiated cladding and fission product Zirconium (which are mixed together in most current nuclear reprocessing methods) could be used to form new zircalloy cladding. Once the cladding is inside the reactor, the relatively low level radioactivity can be tolerated, but transport and manufacturing might require special precautions.