Введение
Нуклиды с атомным номером 17, но с разными массовыми числами
Хлор (17Cl) имеет 25 изотопов в диапазоне от 28Cl до 52Cl, а также два изомера, 34mCl и 38mCl. Существуют два стабильных изотопа: 35Cl (75,8%) и 37Cl (24,2%), что определяет стандартную атомную массу хлора как 35,45. Наиболее долгоживущий радиоактивный изотоп – 36Cl, с периодом полураспада 301 000 лет. У всех остальных изотопов период полураспада составляет менее 1 часа, у многих – менее одной секунды. Самые короткие периоды полураспада наблюдаются у 29Cl и 30Cl, которые имеют периоды полураспада менее 10 пикосекунд и 30 наносекунд соответственно; период полураспада 28Cl неизвестен.
Хлор-36
Следы радиоактивного 36Cl существуют в окружающей среде, в соотношении примерно 7 × 10−13 к 1 со стабильными изотопами. 36Cl образуется в атмосфере в результате спалляции 36Ar при взаимодействии с протонами космических лучей. В подповерхностной среде 36Cl генерируется главным образом в результате захвата нейтронов ядром 35Cl или захвата мюонов ядром 40Ca. 36Cl распадается либо на 36S (1,9%), либо на 36Ar (98,1%) с общим периодом полураспада 308 000 лет. Период полураспада этого гидрофильного нереактивного изотопа делает его пригодным для геологического датирования в диапазоне от 60 000 до 1 миллиона лет. Кроме того, значительное количество 36Cl было образовано в результате нейтронного облучения морской воды во время атмосферных ядерных взрывов в период с 1952 по 1958 год. Время жизни 36Cl в атмосфере составляет около 1 недели. Таким образом, как индикатор воды 1950-х годов в почве и грунтовых водах, 36Cl также полезен для датирования вод, возраст которых менее 50 лет. 36Cl находит применение в других областях геологических наук, прогнозировании и изучении элементов. В реакторах на основе расплавленных солей хлоридов образование 36Cl при захвате нейтронов является неизбежным следствием использования природных изотопных смесей хлора (то есть содержащих 35Cl и 37Cl). Это приводит к образованию долгоживущего радиоактивного продукта, который необходимо хранить или утилизировать. Изотопное разделение для получения чистого 36Cl может значительно снизить образование 36Cl, но небольшое количество все же может образовываться в результате (n,2n)-реакций с участием быстрых нейтронов.
Хлор-37
Стабильный хлор-37 составляет около 24,23% природного хлора на Земле. Отклонения возникают из-за того, что в хлоридных минеральных отложениях содержание хлора-37 незначительно превышает среднее значение, наблюдаемое в морской воде и галитовых отложениях.