Кіріспе
Азот элементінің изотоптары. Табиғи азот (7N) екі тұрақты изотоптан тұрады: табиғатта кездесетін азоттың басым көпшілігі (99,6%) – азот-14, ал қалғаны – азот-15. Сонымен қатар, атомдық массасы 9-дан 23-қа дейін болатын он үш радиоизотоп және үш ядролық изомер белгілі. Бұл радиоизотоптардың барлығы аз ғана уақыт өмір сүреді, ең ұзақ өмір сүретіні – азот-13, оның жартылай ыдырау периоды 9,965 секундқа тең. Қалғандарының жартылай ыдырау периоды 7,15 секундтан кем, олардың көпшілігі 620 миллисекундтан да аз. Атомдық массалық саны 14-тен төмен изотоптардың көпшілігі көміртек изотоптарына ыдырайды, ал 15-тен жоғары массалы изотоптардың көпшілігі оттегі изотоптарына ыдырайды. Белгілі ең аз уақыт өмір сүретін изотоп – азот-10, оның жартылай ыдырау периоды 143 миллисекунд құрайды, бірақ азот-9-дың жартылай ыдырау периоды дәл өлшенбеген.
Natural nitrogen (7N) consists of two stable isotopes: the vast majority (99.6%) of naturally occurring nitrogen is nitrogen 14, with the remainder being nitrogen 15. Thirteen radioisotopes are also known, with atomic masses ranging from 9 to 23, along with three nuclear isomers. All of these radioisotopes are short lived, the longest lived being nitrogen 13 with a half life of 9.965. All of the others have half lives below 7.15 seconds, with most of these being below 620 milliseconds. Most of the isotopes with atomic mass numbers below 14 decay to isotopes of carbon, while most of the isotopes with masses above 15 decay to isotopes of oxygen. The shortest lived known isotope is nitrogen 10, with a half life of 143, though the half life of nitrogen 9 has not been measured exactly.
Азот-14
Азот-14 – табиғи азоттың 99,636% құрайтын химиялық элемент азоттың екі тұрақты (радиоактивті емес) изотоптарының бірі. Азот-14 – протон және нейтрон саны тақ болатын сирек тұрақты нуклидтердің бірі (әрқайсысы жеті), және өз элементінің көп бөлігін құрайтын жалғыз нуклид. Әрбір протон немесе нейтрон ядроға +1/2 немесе -1/2 спин береді, нәтижесінде ядроның жалпы магниттік спині 1-ге тең болады. Әлемдегі азот-14 және азот-15-тің бастапқы көзі жұлдыздық нуклеосинтез деп саналады, онда олар CNO циклі аясында пайда болады. Азот-14 – табиғи радиоактивті көміртек-14-тің пайда болуына себепші. Кейбір ғарыштық сәулелер Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарында азот-14-пен ядролық реакцияға түсіріп, көміртек-14-ті жасайды, ол 5700 жылдық жартылай ыдырау периоды ішінде азот-14-ке қайта ыдырайды.
Азот-15
Азот-15 – азоттың сирек кездесетін тұрақты изотопы. Азот-15-тің екі көзі – 15 оттектің позитронмен шығаруы және 15 көміртектің бета-ыдырауы. Азот-15 барлық изотоптардың арасындағы ең төмен термиялық нейтрондарды сіңіру қимасының бірін көрсетеді. Азот-15 жиі ЯМР-де (Азот-15 ЯМР спектроскопиясы) қолданылады. Көптеп таралған азот-14-тен айырмашылығы, ол толық ядролық спинге ие және төртполюс моментіне ие болса, 15N жартылай ядролық спинге ие, бұл ЯМР үшін сызық енінің тарлығы сияқты артықшылықтарды ұсынады. Азот-15 іздеу – азот айналымын зерттеуге қолданылатын техника.
Азот-16
16N радиоизотопы – қалыпты жұмыс кезінде қысымды су реакторларының немесе қайнатылатын су реакторларының салқындатқыш сұйықтығындағы басым радионуклид. Ол судағы 16O-дан (n,p) реакциясы арқылы түзіледі, онда 16O атомы нейтронды сіңіріп алып, протонды шығарады. Оның жартылай ыдырау периоды шамамен 7,1 секундты құрайды. Осы себепті, реактор қуатпен жұмыс істеп тұрғанда қысымды су реакторының бірінші бу контуры құбырларына кіруге тыйым салынуы керек. Ол – бірінші бу контурынан екінші бу циклына ағып жатқан ағындарды анықтаудың жоғары сезімтал және дереу белгісі, сондай-ақ мұндай ағындарды анықтаудың негізгі құралы болып табылады.