O zircônio ( Zr ) tem 33 isótopos conhecidos com massa variando de 78 a 110 e 5 isômeros nucleares . Entre esses isótopos, quatro são estáveis , 90 Zr, 91 Zr, 92 Zr e 94 Zr, e estão presentes na natureza em uma proporção de 51/11/17/17 com um radioisótopo natural, nuclídeo primordial , 96 Zr que decai em dobro decadência β com uma meia-vida observada de 2,0 × 10 19 anos. 94 Zr também é suspeito de ser fracamente radioativo, possivelmente decaindo por dupla decomposição β em molibdênio 94 , com meia-vida superior a 1,1 × 10 17 anos, mas essa decomposição nunca foi observada até agora.
A massa atômica padrão atribuída ao zircônio é 91,224 ± 0,002 u .
Dos outros 28 isótopos de zircônio, o mais estável é 93 Zr, com meia-vida de 1,53 milhão de anos. Os seguintes têm meia-vida mais modesta, 95 Zr (64,02 dias), 88 Zr (63,4 dias) e 89 Zr (78,41 horas), todos os outros com meia-vida inferior a um dia.
Os isótopos mais leves decaem principalmente por emissão de pósitrons (β + ), com exceção de 88 Zr que decai principalmente por captura de elétrons , todos em isótopos de ítrio . Os radioisótopos mais pesados (começando com 93 Zr) desintegrar principalmente por β - decaimento em isótopos de nióbio , com a excepção de 96 Zr mencionado acima.
O zircônio é o elemento mais pesado que pode ser formado por fusão simétrica, a partir de 45 Sc ou 46 Ca, produzindo (via 90 Mo e dois decaimentos β) 90 Zr e 92 Zr, respectivamente. Todos os elementos mais pesados são formados por fusão assimétrica ou durante o colapso de supernovas . Como a maioria desses processos consome energia, a maioria dos nuclídeos de elementos mais pesados que o zircônio são teoricamente instáveis, por fissão espontânea , mas na maioria dos casos a meia-vida é muito longa para ser observada.
O zircônio natural é composto pelos quatro isótopos estáveis 90 Zr, 91 Zr, 92 Zr e 94 Zr (sendo este último, entretanto, suspeito de ser muito levemente radioativo), e o radioisótopo primordial 96 Zr. Este decai por decaimento β duplo com uma meia-vida observada de 2,0 × 10 19 anos; pode teoricamente sofrer um decaimento β simples que nunca foi observado, no entanto, com uma meia-vida prevista de 2,4 × 10 20 anos.
Isótopo | Abundância
(porcentagem molar) |
Corte transversal
absorção térmica (celeiro) |
---|---|---|
90 Zr | 51,45 (40)% | 0,1 |
91 Zr | 11,22 (5)% | 1,58 |
92 Zr | 17,15 (8)% | 0,25 |
94 Zr | 17,38 (28)% | 0,075 |
96 Zr | 2,80 (9)% | 0,05 |
O zircônio 89 ( 89 Zr) é o isótopo do zircônio cujo núcleo consiste em 40 prótons e 49 nêutrons . É um radioisótopo de decaimento de emissão de pósitrons (β + ) com meia-vida de 78,41 horas. É produzido por irradiação de prótons de ítrio natural 89. Seu fóton gama principal tem uma energia de 909 keV e o mais energético 2.834 MeV.
É empregado em aplicações diagnósticas especializadas usando tomografia por emissão de pósitrons (PET), por exemplo, com anticorpos marcados com zircônio 89 (imuno-PET).
Térmico | Rápido | 14 MeV | |
---|---|---|---|
232 th | não físsil | 6,70 ± 0,40 | 5,58 ± 0,16 |
233 U | 6,979 ± 0,098 | 6,94 ± 0,07 | 5,38 ± 0,32 |
235 U | 6,346 ± 0,044 | 6,25 ± 0,04 | 5,19 ± 0,31 |
238 U | não físsil | 4,913 ± 0,098 | 4,53 ± 0,13 |
239 Pu | 3,80 ± 0,03 | 3,82 ± 0,03 | 3,0 ± 0,3 |
241 Pu | 2,98 ± 0,04 | 2,98 ± 0,33 | ? |
O zircônio 93 ( 93 Zr) é o isótopo do zircônio cujo núcleo consiste em 40 prótons e 53 nêutrons . É o mais estável radioisótopo após 96 Zr, decaindo por β - emissão ( 60 keV ) com uma meia-vida de 1,53 Ma para dar 93m Nb que decai com uma meia-vida de 14 anos, por energia de baixa emissão gama em 93 Nb, estábulo. É uma das radioatividades extintas .
93 Zr é um dos sete produtos de fissão de longa duração . Um grama de 93 Zr puro tem uma radioatividade de 93,06 MBq . Sua baixa atividade específica e a baixa energia de sua radiação limitam os riscos apresentados por este isótopo.
O zircônio 93 presente no combustível irradiado tem duas origens:
93 Zr também tem uma pequena seção transversal, 0,7 celeiro. A maioria das fissões de zircônio envolve outros isótopos; o outro isótopo com uma seção transversal significativa é 91 Zr (1,24 barn). O 93 Zr é um candidato menos atraente para remoção por transmutação do que o tecnécio 99 ou o iodo 129, por exemplo. Como sua mobilidade no solo é relativamente baixa, a solução adotada para seu gerenciamento geralmente é o armazenamento em camada geológica profunda .
Símbolo isotópico |
Z ( p ) | N ( n ) | Massa isotópica (u) | Meia vida | Modo (s) de deterioração |
Isótopo (s)
filho |
Rodar
nuclear |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Energia de excitação | |||||||
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 | 2/5 + # |
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 | 02/07 + |
85m Zr | 292,2 (3) keV | 10,9 (3) s | TI (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 + | 87 Y | (9/2) + |
87m Zr | 335,84 (19) keV | 14,0 (2) s | ISTO | 87 Zr | (1/2) - | ||
88 Zr | 40 | 48 | 87,910227 (11) | 83,4 (3) j | ESTA | 88 Y | 0+ |
89 Zr | 40 | 49 | 88,908890 (4) | 78,41 (12) h | β + | 89 Y | 02/09 + |
89m Zr | 587,82 (10) keV | 4,161 (17) min | TI (93,77%) | 89 Zr | 1 / 2- | ||
β + (6,23%) | 89 Y | ||||||
90 Zr | 40 | 50 | 89,9047044 (25) | Estábulo | 0+ | ||
90m1 Zr | 2319.000 (10) keV | 809,2 (20) ms | ISTO | 90 Zr | 5- | ||
90m2 Zr | 3589,419 (16) keV | 131 (4) ns | 8+ | ||||
91 Zr | 40 | 51 | 90,9056458 (25) | Estábulo | 2/5 + | ||
91m Zr | 3167,3 (4) keV | 4,35 (14) μs | (21/2 +) | ||||
92 Zr | 40 | 52 | 91,9050408 (25) | Estábulo | 0+ | ||
93 Zr | 40 | 53 | 92,9064760 (25) | 1,53 (10) × 10 6 a | β - | 93 Nb | 2/5 + |
94 Zr | 40 | 54 | 93,9063152 (26) | Observado estável | 0+ | ||
95 Zr | 40 | 55 | 94,9080426 (26) | 64,032 (6) d | β - | 95 Nb | 2/5 + |
96 Zr | 40 | 56 | 95,9082734 (30) | 20 (4) × 10 18 a | β - β - | 96 MB | 0+ |
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 | H | Ei | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Ser | B | VS | NÃO | O | F | Nascer | ||||||||||||||||||||||||
3 | N / D | Mg | Al | sim | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
4 | K | Isto | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ou | Cu | Zn | Ga | Ge | Ás | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Dentro | Sn | Sb | Vocês | eu | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | BA | O | Esta | Pr | WL | PM | Sm | Teve | D'us | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Leitura | Hf | Sua | C | Ré | Osso | Ir | Pt | No | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | No | Rn |
7 | Fr | Ra | Ac | º | Pa | você | Np | Poderia | Sou | Cm | Bk | Cf | É | Fm | Md | Não | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |