Wismut-209 - Bismuth-209

Bismuth-209,  209 Bi
Allgemeines
Symbol 209 Bi
Namen Wismut-209, Bi-209
Protonen 83
Neutronen 126
Nukliddaten
Natürliche Fülle 100%
Halbwertzeit 2,01 × 10 19 Jahre
Elternisotope 209 Pb  ( β - )
209 Po  ( β + )
213 At  ( α )
Zerfallsprodukte 205 Tl
Isotopenmasse 208.9803987 u
Rotieren 9 / 2−
Überschüssige Energie −18 258,461 ± 2,4 keV
Bindungsenergie 7847,987 ± 1,7 keV
Zerfallsmodi
Zerfallsmodus Zerfallsenergie ( MeV )
Alpha-Emission 3.1373
Wismutisotope
Vollständige Tabelle der Nuklide

Bismut-209 ( 209 Bi) ist das Isotop von Wismut mit der längsten bekannten Halbwertszeit von jedem Radioisotop , dass erfährt α-Zerfall ( Alpha - Zerfall ). Es hat 83 Protonen und eine magische Anzahl von 126 Neutronen und eine Atommasse von 208.9803987 amu (Atommasseneinheiten). Ursprüngliches Wismut besteht vollständig aus diesem Isotop.

Zerfallseigenschaften

Es wurde lange angenommen, dass Wismut-209 den schwersten stabilen Kern eines Elements aufweist. 2003 entdeckte ein Forscherteam am Institut d'Astrophysique Spatiale in Orsay, Frankreich , dass 209 Bi einen Alpha-Zerfall mit einer Halbwertszeit von etwa 19 aufweist Exayears (1,9 × 10 19 , ungefähr 19 Billionen Jahre), mehr als eine Milliarde Mal länger als das derzeit geschätzte Alter des Universums . Der schwerste Kern, der als stabil angesehen wird, ist jetzt Blei-208, und das schwerste stabile mononuklidische Element ist Gold als 197- Au- Isotop.

Die Theorie hatte zuvor eine Halbwertszeit von 4,6 × 10 19 Jahren vorhergesagt . Das Zerfallsereignis erzeugt ein 3,14 MeV Alpha-Teilchen und wandelt das Atom in Thallium-205 um .

Wismut-209 bildet schließlich 205 Tl, wenn es nicht gestört wird:

209
83
Bi
205
81
Tl
+ 4
2
Er

Wenn es gestört würde, würde es sich trotz geringer Einfangquerschnitte dem Blei-Wismut-Neutronen-Einfangzyklus von Blei-206/207/208 zu Wismut-209 anschließen. Selbst im obigen Fall von Thallium-205 kehrt es, sobald es vollständig ionisiert ist, wieder zu Blei zurück.

Aufgrund seiner außerordentlich langen Halbwertszeit kann 209 Bi für fast alle Anwendungen immer noch so behandelt werden, als wäre es nicht radioaktiv. Seine Radioaktivität ist viel geringer als die des menschlichen Fleisches, so dass es keine bedeutende Gefahr durch Strahlung darstellt. Obwohl 209 Bi den Halbwertszeitrekord für den Alpha-Zerfall hält, hat Wismut nicht die längste experimentell zu findende Halbwertszeit eines Radionuklids - diese Unterscheidung gehört zu Tellur -128 ( 128 Te ) mit einer auf 7,7 × geschätzten Halbwertszeit 10 24 Jahre durch doppelten β-Zerfall (doppelter Beta-Zerfall).

Der Halbwertszeitwert von Wismut-209 wurde 2012 von einem italienischen Team in Gran Sasso bestätigt , das berichtete (2,01 ± 0,08) × 10 19 Jahre und eine noch längere Halbwertszeit für den Zerfall von Wismut-209 alpha in den ersten angeregten Zustand von Thalium-205 bei 204 keV wurde auf 1,66 × 10 21 Jahre geschätzt . Obwohl dieser Wert kürzer als die gemessene Halbwertszeit von Tellur-128 ist, halten beide Alpha-Zerfälle von Wismut-209 die Aufzeichnung der dünnsten natürlichen Linienbreiten aller messbaren physikalischen Anregungen, die jeweils auf ΔΕ ~ 5,5 × 10 –43 eV geschätzt werden und ΔΕ ~ 1,3 × 10 –44 eV in Anwendung des Unsicherheitsprinzips von Heisenberg (doppelter Beta-Zerfall würde Energielinien nur in neutrinolosen Übergängen erzeugen, was noch nicht beobachtet wurde).

Verwendet

210 Po kann hergestellt werden, indem 209 Bi mit Neutronen in einem Kernreaktor beschossen wird . Pro Jahr werden nur etwa 100 Gramm 210 Po produziert. Astatin kann auch durch Beschuss von 209 Bi mit Alpha-Partikeln hergestellt werden.

Formation

In den roten Riesen Sterne des AGB-Sternes , der s-Prozess (langsamer Prozess) ist noch nicht abgeschlossen Wismut-209 und Polonium-210 durch Neutroneneinfang zu produzieren als die schwersten Elemente Zerfälle gebildet, und die letztere schnell werden. Alle Elemente, die schwerer als sie sind, werden im r-Prozess oder im schnellen Prozess gebildet, der während der ersten fünfzehn Minuten der Supernovae auftritt .

Siehe auch

Anmerkungen

Feuerzeug:
Wismut-208
Wismut-209 ist ein
Isotop von Wismut
Schwerer:
Wismut-210
Zerfallsprodukt von:
Astatin-213 ( α )
polonium-209 ( β + )
Blei-209 ( β - )
Zerfallskette
von Wismut-209
Zerfall zu:
Thallium-205 (α)

Verweise