Isótopos de tântalo

O tântalo ( Ta ) tem 36 isótopos conhecidos de número de massa variando entre 155 e 190, e 37 isômeros nucleares . Dentre esses isótopos, apenas um é estável : 181 Ta, além de coisa única, um isômero nuclear: 180m Ta. Este último é, em princípio, um estado metaestável, mas como nenhuma desintegração jamais foi observada, ele é atualmente considerado estável. É atribuída uma massa atômica padrão de 180,947 88 (2) u .

Dos 35 radioisótopos artificiais conhecidos, aqueles com meia-vida mais longa são 179 Ta (1,82 anos), 182 Ta (114,43 dias), 183 Ta (5,1 dias) e 177 Ta (56,56 horas)). Todos os outros têm meia-vida de menos de um dia e a maioria menos de uma hora.

Dos muitos isômeros nucleares, o mais estável, além de 180m Ta, é 178m1 Ta (meia-vida de 2,36 horas).

Os radioisótopos mais leves (A ≤ 164) decaem por emissão de pósitrons (β + ) em isótopos de háfnio , ou por emissão α em isótopos de lutécio , em proporções altamente variáveis dependendo dos isótopos. Os radioisótopos mais pesados (165 ≤A ≤ 178) decaem por emissão de pósitrons (β + ) em isótopos de háfnio, e finalmente 179m Ta e 180 Ta decaem principalmente por captura de elétrons (também em isótopos de háfnio). Radioisótopos mais pesados que 181 Ta todos decaem por β - decaem em isótopos de tungstênio .

Tântalo natural

O tântalo é o único elemento para o qual um isômero nuclear ocorre naturalmente como um nuclídeo primordial; 180m1 Ta é, no entanto, minoria.

Isótopo	Abundância (porcentagem molar)
180m1 Ta	0,012 (2)%
181 Seu	99,988 (2)%

Tântalo 180m

O tântalo 180m ( 180m Ta ) é um isômero nuclear de tântalo. É o único exemplo de um isômero nuclear considerado estável e encontrado naturalmente presente na natureza (com exceção de nuclídeos cosmogênicos e radiogênicos de vida curta). É também o nuclídeo primordial mais raro no universo observado para um elemento com isótopos estáveis. Ele pode, teoricamente, decair de três maneiras: transição isomérica para seu estado fundamental de 180 Ta, β - decaimento em 180 Ta ou captura de elétron em 180 Hf, mas nenhum decaimento de acordo com qualquer um desses três modos jamais foi observado. É, portanto, por enquanto considerado estável, apenas um limite inferior para sua meia-vida , 1 × 10 15 anos tendo sido postulado. Sua decadência extremamente lenta é atribuída ao seu spin muito grande (-9), enquanto o de seu estado fundamental é baixo (+1). Um decaimento gama ou beta exigiria, portanto, que muitas unidades de momento angular fossem executadas em uma etapa, tornando o processo extremamente lento.

Este fenômeno de um estado metaestável mais estável que seu estado fundamental é relativamente raro, outro exemplo é o caso do amerício 242m1 ( 242m1 Am), com meia-vida de 141 anos, quando seu estado fundamental 242 Am tem meia-vida de apenas 16 horas. Aqui, o estado fundamental, 180 Ta, tem meia-vida de 8 horas.

Tântalo 181

O Tântalo 181 ( 181 Ta ) é o isótopo tântalo cujo núcleo consiste em 73 prótons e 108 nêutrons . É o único isótopo estável de tântalo, com o isômero nuclear Ta 180m observado estável. Como todos os núcleos mais pesados que os do zircônio , ele é, no entanto, teoricamente instável e suspeita-se que possa se decompor por emissão α em 177 Lu.

O tântalo 181 foi proposto como um composto para uma bomba de sal (dispositivo nuclear projetado para maximizar a precipitação radioativa ). Nesse caso, trata-se de envolver uma bomba termonuclear com 181 Ta; este último, irradiado pelo fluxo intenso de nêutrons de alta energia da explosão termonuclear, se transmutaria em 182 Ta, um radioisótopo com meia-vida de 114,43 dias, produzindo uma radiação gama de cerca de 1,12 MeV , aumentando significativamente a precipitação radioativa de tal arma. Nenhuma arma desta natureza foi construída, testada ou usada.

Símbolo
isotópico Z ( p ) N ( n ) Massa isotópica (u) Meia vida Modo (s) de
deterioração Isótopo (s) -son Rodar
nuclear

Energia de excitação
155 Seu 73 82 154,97459 (54) # 13 (4) µs
[12 (+ 4−3) µs] (11 / 2−)
156 Seu 73 83 155,97230 (43) # 144 (24) ms β + (95,8%) 156 Hf (2−)
p (4,2%) 155 Hf
156m Ta 102 (7) keV 0,36 (4) s p 155 Hf 9+
157 Seu 73 84 156,96819 (22) 10,1 (4) ms α (91%) 153 ler 1/2 +
β + (9%) 157 Hf
157m1 Ta 22 (5) keV 4,3 (1) ms 11 / 2−
157m2 Ta 1593 (9) keV 1,7 (1) ms α 153 ler (25 / 2−)
158 Seu 73 85 157,96670 (22) # 49 (8) ms α (96%) 154 ler (2−)
β + (4%) 158 Hf
158m Ta 141 (9) keV 36,0 (8) ms α (93%) 154 ler (9+)
ISTO 158 Seu
β + 158 Hf
159 Seu 73 86 158,963018 (22) 1,04 (9) s β + (66%) 159 Hf (1/2 +)
α (34%) 155 lidas
159m Ta 64 (5) keV 514 (9) ms α (56%) 155 lidas (11 / 2−)
β + (44%) 159 Hf
160 seu 73 87 159,96149 (10) 1,70 (20) s α 156 lidas (2 #) -
β + 160 Hf
160m Ta 310 (90) # keV 1,55 (4) s β + (66%) 160 Hf (9) +
α (34%) 156 lidas
161 seu 73 88 160,95842 (6) # 3 # s β + (95%) 161 Hf 1/2 + #
α (5%) 157 lidas
161m Ta 50 (50) # keV 2,89 (12) s 11 / 2− #
162 Seu 73 89 161,95729 (6) 3,57 (12) s β + (99,92%) 162 Hf 3 + #
α (0,073%) 158 Leu
163 Seu 73 90 162,95433 (4) 10,6 (18) s β + (99,8%) 163 Hf 1/2 + #
α (0,2%) 159 Lido
164 Seu 73 91 163,95353 (3) 14,2 (3) s β + 164 Hf (3+)
165 Seu 73 92 164,950773 (19) 31,0 (15) s β + 165 Hf 5 / 2− #
165m Ta 60 (30) keV 9/2− #
166 Seu 73 93 165,95051 (3) 34,4 (5) s β + 166 Hf (2) +
167 Seu 73 94 166,94809 (3) 1,33 (7) min β + 167 Hf (3/2 +)
168 Seu 73 95 167,94805 (3) 2,0 (1) min β + 168 Hf (2−, 3+)
169 Seu 73 96 168,94601 (3) 4,9 (4) min β + 169 Hf (5/2 +)
170 Seu 73 97 169,94618 (3) 6,76 (6) min β + 170 Hf (3) (+ #)
171 Seu 73 98 170,94448 (3) 23,3 (3) min β + 171 Hf (5/2 -)
172 Seu 73 99 171,94490 (3) 36,8 (3) min β + 172 Hf (3+)
173 Seu 73 100 172,94375 (3) 3,14 (13) h β + 173 Hf 5 / 2−
174 Seu 73 101 173,94445 (3) 1,14 (8) h β + 174 Hf 3+
175 Seu 73 102 174,94374 (3) 10,5 (2) h β + 175 Hf 02/07 +
176 Seu 73 103 175,94486 (3) 8,09 (5) h β + 176 Hf (1) -
176m1 Ta 103,0 (10) keV 1,1 (1) ms ISTO 176 Seu (+)
176m2 Ta 1372,6 (11) + X keV 3,8 (4) µs (14−)
176m3 Ta 2820 (50) keV 0,97 (7) ms (20−)
177 seu 73 104 176,944472 (4) 56,56 (6) h β + 177 Hf 02/07 +
177m1 Ta 73,36 (15) keV 410 (7) ns 9/2−
177m2 Ta 186,15 (6) keV 3,62 (10) µs 5 / 2−
177m3 Ta 1355,01 (19) keV 5,31 (25) µs 21 / 2−
177m4 Ta 4656,3 (5) keV 133 (4) µs 49 / 2−
178 seu 73 105 177,945778 (16) 9,31 (3) min β + 178 Hf 1+
178m1 Ta 100 (50) # keV 2,36 (8) h β + 178 Hf (7) -
178m2 Ta 1570 (50) # keV 59 (3) ms (15−)
178m3 Ta 3000 (50) # keV 290 (12) ms (21−)
179 Seu 73 106 178,9459295 (23) 1,82 (3) a ESTA 179 Hf 02/07 +
179m1 Ta 30,7 (1) keV 1,42 (8) µs (02/09) -
179m2 Ta 520,23 (18) keV 335 (45) ns (1/2) +
179m3 Ta 1252,61 (23) keV 322 (16) ns (21 / 2−)
179m4 Ta 1317,3 (4) keV 9,0 (2) ms ISTO 179 Seu (25/2 +)
179m5 Ta 1327,9 (4) keV 1,6 (4) µs (23 / 2−)
179m6 Ta 2639,3 (5) keV 54,1 (17) ms (37/2 +)
180 seu 73 107 179,9474648 (24) 8,152 (6) horas CE (86%) 180 Hf 1+
β - (14%) 180 W
180m1 Ta 77,1 (8) keV Observado estável 9−
180m2 Ta 1452,40 (18) keV 31,2 (14) µs 15−
180m3 Ta 3679,0 (11) keV 2,0 (5) µs (22−)
180m4 Ta 4171,0 + X keV 17 (5) µs (23,24,25)
181 Seu 73 108 180,9479958 (20) Observado estável 02/07 +
181m1 Ta 6,238 (20) keV 6,05 (12) µs 9/2−
181m2 Ta 615,21 (3) keV 18 (1) µs 1/2 +
181m3 Ta 1485 (3) keV 25 (2) µs 21 / 2−
181m4 Ta 2230 (3) keV 210 (20) µs 29 / 2−
182 Seu 73 109 181,9501518 (19) 114,43 (3) j β - 182 W 3−
182m1 Ta 16,263 (3) keV 283 (3) ms ISTO 182 Seu 5+
182m2 Ta 519.572 (18) keV 15,84 (10) min 10−
183 Seu 73 110 182,9513726 (19) 5,1 (1) d β - 183 W 02/07 +
183m Ta 73,174 (12) keV 107 (11) ns 9/2−
184 seu 73 111 183,954008 (28) 8,7 (1) h β - 184 W (5−)
185 Seu 73 112 184,955559 (15) 49,4 (15) min β - 185 W (7/2 +) #
185m Ta 1308 (29) keV > 1 ms (21 / 2−)
186 seu 73 113 185,95855 (6) 10,5 (3) min β - 186 W (2−, 3−)
186m Ta 1,54 (5) min
187 Seu 73 114 186,96053 (21) # 2 # min
[> 300 ns] β - 187 W 02/07 + #
188 Seu 73 115 187,96370 (21) # 20 # s
[> 300 ns] β - 188 W
189 Seu 73 116 188,96583 (32) # 3 # s
[> 300 ns] 02/07 + #
190 Seu 73 117 189,96923 (43) # 0,3 # s
Negrito para isótopos com meia-vida maior que a idade do universo (quase estável).

Abreviações:
CE: captura eletrônica ;
TI: transição isomérica .

Isótopos estáveis na gordura.

único isômero nuclear estável observado, suspeito de ser capaz de decair por transição isomérica em 180 Ta, β - emissão em 180 W ou captura de elétrons em 180 Hf com meia-vida maior que 1,2 × 10 15 anos.

Suspeito de poder se desintegrar pela emissão α em 177 Lu.

Símbolo isotópico	Z ( p )	N ( n )	Massa isotópica (u)	Meia vida	Modo (s) de deterioração	Isótopo (s) -son	Rodar nuclear
Energia de excitação
155 Seu	73	82	154,97459 (54) #	13 (4) µs [12 (+ 4−3) µs]			(11 / 2−)
156 Seu	73	83	155,97230 (43) #	144 (24) ms	β + (95,8%)	156 Hf	(2−)
p (4,2%)	155 Hf
156m Ta	102 (7) keV	0,36 (4) s	p	155 Hf	9+
157 Seu	73	84	156,96819 (22)	10,1 (4) ms	α (91%)	153 ler	1/2 +
β + (9%)	157 Hf
157m1 Ta	22 (5) keV	4,3 (1) ms			11 / 2−
157m2 Ta	1593 (9) keV	1,7 (1) ms	α	153 ler	(25 / 2−)
158 Seu	73	85	157,96670 (22) #	49 (8) ms	α (96%)	154 ler	(2−)
β + (4%)	158 Hf
158m Ta	141 (9) keV	36,0 (8) ms	α (93%)	154 ler	(9+)
ISTO	158 Seu
β +	158 Hf
159 Seu	73	86	158,963018 (22)	1,04 (9) s	β + (66%)	159 Hf	(1/2 +)
α (34%)	155 lidas
159m Ta	64 (5) keV	514 (9) ms	α (56%)	155 lidas	(11 / 2−)
β + (44%)	159 Hf
160 seu	73	87	159,96149 (10)	1,70 (20) s	α	156 lidas	(2 #) -
β +	160 Hf
160m Ta	310 (90) # keV	1,55 (4) s	β + (66%)	160 Hf	(9) +
α (34%)	156 lidas
161 seu	73	88	160,95842 (6) #	3 # s	β + (95%)	161 Hf	1/2 + #
α (5%)	157 lidas
161m Ta	50 (50) # keV	2,89 (12) s			11 / 2− #
162 Seu	73	89	161,95729 (6)	3,57 (12) s	β + (99,92%)	162 Hf	3 + #
α (0,073%)	158 Leu
163 Seu	73	90	162,95433 (4)	10,6 (18) s	β + (99,8%)	163 Hf	1/2 + #
α (0,2%)	159 Lido
164 Seu	73	91	163,95353 (3)	14,2 (3) s	β +	164 Hf	(3+)
165 Seu	73	92	164,950773 (19)	31,0 (15) s	β +	165 Hf	5 / 2− #
165m Ta	60 (30) keV				9/2− #
166 Seu	73	93	165,95051 (3)	34,4 (5) s	β +	166 Hf	(2) +
167 Seu	73	94	166,94809 (3)	1,33 (7) min	β +	167 Hf	(3/2 +)
168 Seu	73	95	167,94805 (3)	2,0 (1) min	β +	168 Hf	(2−, 3+)
169 Seu	73	96	168,94601 (3)	4,9 (4) min	β +	169 Hf	(5/2 +)
170 Seu	73	97	169,94618 (3)	6,76 (6) min	β +	170 Hf	(3) (+ #)
171 Seu	73	98	170,94448 (3)	23,3 (3) min	β +	171 Hf	(5/2 -)
172 Seu	73	99	171,94490 (3)	36,8 (3) min	β +	172 Hf	(3+)
173 Seu	73	100	172,94375 (3)	3,14 (13) h	β +	173 Hf	5 / 2−
174 Seu	73	101	173,94445 (3)	1,14 (8) h	β +	174 Hf	3+
175 Seu	73	102	174,94374 (3)	10,5 (2) h	β +	175 Hf	02/07 +
176 Seu	73	103	175,94486 (3)	8,09 (5) h	β +	176 Hf	(1) -
176m1 Ta	103,0 (10) keV	1,1 (1) ms	ISTO	176 Seu	(+)
176m2 Ta	1372,6 (11) + X keV	3,8 (4) µs			(14−)
176m3 Ta	2820 (50) keV	0,97 (7) ms			(20−)
177 seu	73	104	176,944472 (4)	56,56 (6) h	β +	177 Hf	02/07 +
177m1 Ta	73,36 (15) keV	410 (7) ns			9/2−
177m2 Ta	186,15 (6) keV	3,62 (10) µs			5 / 2−
177m3 Ta	1355,01 (19) keV	5,31 (25) µs			21 / 2−
177m4 Ta	4656,3 (5) keV	133 (4) µs			49 / 2−
178 seu	73	105	177,945778 (16)	9,31 (3) min	β +	178 Hf	1+
178m1 Ta	100 (50) # keV	2,36 (8) h	β +	178 Hf	(7) -
178m2 Ta	1570 (50) # keV	59 (3) ms			(15−)
178m3 Ta	3000 (50) # keV	290 (12) ms			(21−)
179 Seu	73	106	178,9459295 (23)	1,82 (3) a	ESTA	179 Hf	02/07 +
179m1 Ta	30,7 (1) keV	1,42 (8) µs			(02/09) -
179m2 Ta	520,23 (18) keV	335 (45) ns			(1/2) +
179m3 Ta	1252,61 (23) keV	322 (16) ns			(21 / 2−)
179m4 Ta	1317,3 (4) keV	9,0 (2) ms	ISTO	179 Seu	(25/2 +)
179m5 Ta	1327,9 (4) keV	1,6 (4) µs			(23 / 2−)
179m6 Ta	2639,3 (5) keV	54,1 (17) ms			(37/2 +)
180 seu	73	107	179,9474648 (24)	8,152 (6) horas	CE (86%)	180 Hf	1+
β - (14%)	180 W
180m1 Ta	77,1 (8) keV	Observado estável	9−
180m2 Ta	1452,40 (18) keV	31,2 (14) µs			15−
180m3 Ta	3679,0 (11) keV	2,0 (5) µs			(22−)
180m4 Ta	4171,0 + X keV	17 (5) µs			(23,24,25)
181 Seu	73	108	180,9479958 (20)	Observado estável	02/07 +
181m1 Ta	6,238 (20) keV	6,05 (12) µs			9/2−
181m2 Ta	615,21 (3) keV	18 (1) µs			1/2 +
181m3 Ta	1485 (3) keV	25 (2) µs			21 / 2−
181m4 Ta	2230 (3) keV	210 (20) µs			29 / 2−
182 Seu	73	109	181,9501518 (19)	114,43 (3) j	β -	182 W	3−
182m1 Ta	16,263 (3) keV	283 (3) ms	ISTO	182 Seu	5+
182m2 Ta	519.572 (18) keV	15,84 (10) min			10−
183 Seu	73	110	182,9513726 (19)	5,1 (1) d	β -	183 W	02/07 +
183m Ta	73,174 (12) keV	107 (11) ns			9/2−
184 seu	73	111	183,954008 (28)	8,7 (1) h	β -	184 W	(5−)
185 Seu	73	112	184,955559 (15)	49,4 (15) min	β -	185 W	(7/2 +) #
185m Ta	1308 (29) keV	> 1 ms			(21 / 2−)
186 seu	73	113	185,95855 (6)	10,5 (3) min	β -	186 W	(2−, 3−)
186m Ta		1,54 (5) min
187 Seu	73	114	186,96053 (21) #	2 # min [> 300 ns]	β -	187 W	02/07 + #
188 Seu	73	115	187,96370 (21) #	20 # s [> 300 ns]	β -	188 W
189 Seu	73	116	188,96583 (32) #	3 # s [> 300 ns]			02/07 + #
190 Seu	73	117	189,96923 (43) #	0,3 # s

Observações

Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas também, pelo menos em parte, de tendências sistemáticas. Os spins com argumentos de atribuição fracos estão entre parênteses.
As incertezas são dadas concisamente entre parênteses após a casa decimal correspondente. Os valores de incerteza denotam um desvio padrão, com exceção da composição isotópica e da massa atômica padrão IUPAC que usa incertezas expandidas.

Referências

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