Изото́пы арго́на — разновидности атомов (и ядер) химического элемента аргона, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Аргон представлен в земной атмосфере тремя стабильными изотопами: 36Ar (0,337 %), 38Ar (0,063 %), 40Ar (99,600 %)[1][2]. Почти вся масса тяжёлого изотопа 40Ar возникла на Земле в результате радиоактивного изотопа калия 40K (содержание этого изотопа в изверженных породах в среднем составляет 3,1 г/т). Распад радиоактивного калия идёт по двум направлениям одновременно:
Первый процесс (обычный β-распад) с вероятностью 0,88 порождает стабильный изотоп 40Ca. Во втором процессе, с вероятностью 0,12 происходит К-захват, в результате чего образуется изотоп 40Ar. Один грамм природного калия, с концентрацией радиоактивного изотопа 40K 0,012 ат.%, содержащегося в горных породах или в виде растворов солей в водах, в течение года порождает приблизительно 1,03·107 атомов 40Ar. Таким образом, в минералах, содержащих калий, постепенно накапливается изотоп 40Ar, удерживаемый в кристаллических решётках, что позволяет по соотношению концентраций 40Ar/40K в минералах определить момент их кристаллизации. Этот калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии[3].
Вероятные источники происхождения изотопов 36Ar и 38Ar — неустойчивые продукты спонтанного деления тяжёлых ядер, а также реакции захвата нейтронов и альфа-частиц ядрами лёгких элементов, содержащихся в урано-ториевых минералах:
Подавляющая часть космического аргона состоит из изотопов 36Ar и 38Ar. Это вызвано тем обстоятельством, что калий распространен в космосе примерно в 50 000 раз меньше, чем аргон (на Земле калий преобладает над аргоном в 660 раз). Примечателен произведенный геохимиками подсчет: вычтя из аргона земной атмосферы радиогенный 40Ar, они получили изотопный состав, очень близкий к составу космического аргона[2].
Таблица изотопов аргона
| Символ нуклида |
Z(p) | N(n) | Масса изотопа[4] (а. е. м.) |
Избыток массы[4] (кэВ) |
Период полураспада[5] (T1/2) |
Спин и чётность ядра[5] |
Распространённость изотопа в природе[5] (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения (кэВ) | |||||||
| 30Ar | 18 | 12 | 30,021560(320)# | 20080(300)# | < 20 нс | 0+ | |
| 31Ar | 18 | 13 | 31,012120(220)# | 11290(210)# | 14,4(6) мс | 5/2(+#) | |
| 32Ar | 18 | 14 | 31,9976380(19) | −2200,2(18) | 98(2) мс | 0+ | |
| 32Arm[5] | 5600(100)# | 3400(100)# | ? | 5− | |||
| 33Ar | 18 | 15 | 32,9899257(5) | −9384,1(4) | 173,0(20) мс | 1/2+ | |
| 34Ar | 18 | 16 | 33,9802712(4) | −18377,2(4) | 845(3) мс | 0+ | |
| 35Ar | 18 | 17 | 34,9752576(8) | −23047,4(7) | 1,775(4) с | 3/2+ | |
| 36Ar | 18 | 18 | 35,967545106(29) | −30231,540(27) | стабилен | 0+ | 0,3365(30) |
| 37Ar | 18 | 19 | 36,96677632(22) | −30947,66(21) | 35,04(4) дня | 3/2+ | |
| 38Ar | 18 | 20 | 37,9627324(4) | −34714,6(3) | стабилен | 0+ | 0,0632(5) |
| 39Ar | 18 | 21 | 38,964313(5) | −33242(5) | 269(3) лет | 7/2− | |
| 40Ar | 18 | 22 | 39,9623831225(29) | −35039,8960(27) | стабилен | 0+ | 99,6003(30) |
| 41Ar | 18 | 23 | 40,9645006(4) | −33067,5(3) | 109,61(4) мин | 7/2− | |
| 42Ar | 18 | 24 | 41,963046(6) | −34423(6) | 32,9(11) лет | 0+ | |
| 43Ar | 18 | 25 | 42,965636(6) | −32010(5) | 5,37(6) мин | (5/2−) | |
| 44Ar | 18 | 26 | 43,9649240(17) | −32673,1(16) | 11,87(5) мин | 0+ | |
| 45Ar | 18 | 27 | 44,9680400(6) | −29770,6(5) | 21,48(15) с | (1,3,5)/2− | |
| 46Ar | 18 | 28 | 45,968090(40) | −29720(40) | 8,4(6) с | 0+ | |
| 47Ar | 18 | 29 | 46,972190(110) | −25910(100) | 580(120) мс | 3/2−# | |
| 48Ar | 18 | 30 | 47,974540(320)# | −23720(300)# | 500# мс | 0+ | |
| 49Ar | 18 | 31 | 48,980520(540)# | −18150(500)# | 170(50) мс | 3/2−# | |
| 50Ar | 18 | 32 | 49,984430(750)# | −14500(700)# | 85(30) мс | 0+ | |
| 51Ar | 18 | 33 | 50,991630(750)# | −7800(700)# | 60(>200 нс)# мс | 3/2−# | |
| 52Ar | 18 | 34 | 51,996780(970)# | −3000(900)# | 10# мс | 0+ | |
| 53Ar | 18 | 35 | 53,004940(1070)# | 4600(1000)# | 3# мс | 5/2−# | |
Пояснения к таблице
- Индексами 'm', 'n', 'p', 'q' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и количества нейтронов в ядре N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.
Примечания
- ↑ Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В. Глава первая. Открытие. Происхождение. Распространенность. Применение // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Атомиздат, 1972. — С. 3-13. — 352 с. — 2400 экз.
- 1 2 Финкельштейн Д. Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 76—110. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз. Архивировано 5 сентября 2012 года.
- ↑ Пруткина М. И., Шашкин В. Л. Справочник по радиометрической разведке и радиометрическому анализу. М.: Энергоатомиздат, 1984, 167 с. (стр. 9)
- 1 2 Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
- 1 2 3 4 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .