Изотопы тория

Изото́пы то́рия — разновидности атомов (и ядер) химического элемента тория, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 30 изотопов тория и еще 3 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов.

Только один из нуклидов тория (торий-232) обладает достаточно большим периодом полураспада по отношению к возрасту Земли, поэтому практически весь природный торий состоит только из этого нуклида. Некоторые из его изотопов могут определяться в природных образцах в следовых количествах, так как входят в радиоактивные ряды радия, актиния и тория:

• радиоактиний ²²⁷Th
• радиоторий ²²⁸Th
• ионий ²³⁰Th
• уран Y ²³¹Th
• уран X1 ²³⁴Th

Наиболее стабильными изотопами являются ²³²Th (период полураспада составляет 14,05 миллиардов лет), ²³⁰Th (75 380 лет), ²²⁹Th (7 340 лет), ²²⁸Th (1,9116 года). Оставшиеся изотопы имеют периоды полураспада менее 30 дней (большинство из них имеют периоды полураспада менее 10 минут)^[1]. Один из изотопов, торий-229, имеет ядерный изомер с чрезвычайно низкой энергией возбуждения, составляющей 7,6 ± 0,5 эВ^[2].

Таблица изотопов тория

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[3] (а. е. м.)	Избыток массы[3] (кэВ)	Период полураспада[1] (T1/2)	Спин и чётность ядра[1]	Распространённость изотопа в природе[1] (%)
	Энергия возбуждения (кэВ)
209Th	90	119	209,017720(110)	16 500(100)	7(5) мс	5/2−#
210Th	90	120	210,015075(27)	14 043(25)	17(11) мс	0+
211Th	90	121	211,014930(80)	13 910(70)	48(20) мс	5/2−#
212Th	90	122	212,012980(20)	12 091(18)	36(15) мс	0+
213Th	90	123	213,013010(80)	12 120(70)	140(25) мс	5/2−#
214Th	90	124	214,011500(18)	10 712(17)	100(25) мс	0+
215Th	90	125	215,011730(29)	10 927(27)	1,2(2) с	(1/2−)
216Th	90	126	216,011062(14)	10 304(13)	26,8(3) мс	0+
216Thm[1]	2 042(13)			12 346(16)	137(4) мкс	(8+)
216Thn[1]	2 637(20)			12 941(24)	615(55) нс	(11−)
217Th	90	127	217,013114(22)	12 216(21)	240(5) мкс	(9/2+)
218Th	90	128	218,013284(14)	12 374(13)	109(13) нс	0+
219Th	90	129	219,015540(50)	14 470(50)	1,05(3) мкс	9/2+#
220Th	90	130	220,015748(24)	14 669(22)	9,7(6) мкс	0+
221Th	90	131	221,018184(10)	16 938(9)	1,68(6) мс	(7/2+)
222Th	90	132	222,018468(13)	17 203(12)	2,05(7) мс	0+
223Th	90	133	223,020811(10)	19 386(9)	600(20) мс	(5/2)+
224Th	90	134	224,021467(12)	19 996(11)	1,05(2) с	0+
225Th	90	135	225,023951(5)	22 310(5)	8,72(4) мин	(3/2)+
226Th	90	136	226,024903(5)	23 197(5)	30,57(10) мин	0+
227Th	90	137	227,0277041(27)	25 806,2(25)	18,68(9) сут	1/2+
228Th	90	138	228,0287411(24)	26 772,2(22)	1,9116(16) года	0+
229Th	90	139	229,031762(3)	29 586,5(28)	7,34(16)·103 лет	5/2+
229Thm[1]	0,0076(5)[2]			29 586,5(28)	70(50) ч	3/2+
230Th	90	140	230,0331338(19)	30 864,0(18)	7,538(30)·104 лет	0+
231Th	90	141	231,0363043(19)	33 817,3(18)	25,52(1) ч	5/2+
232Th	90	142	232,0380553(21)	35 448,3(20)	1,405(6)·1010 лет	0+	100
233Th	90	143	233,0415818(21)	38 733,2(20)	22,3(1) мин	1/2+
234Th	90	144	234,043601(4)	40 614(3)	24,10(3) сут	0+
235Th	90	145	235,047510(50)	44 260(50)	7,2(1) мин	1/2+#
236Th	90	146	236,049870(210)#	46 450(200)#	37,5(2) мин	0+
237Th	90	147	237,053890(390)#	50 200(360)#	4,8(5) мин	5/2+#
238Th	90	148	238,056500(300)#	52 630(280)#	9,4(20) мин	0+

Пояснения к таблице

• Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
• Индексами 'm', 'n', 'p' (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 N). Неуверенно определённые значения спина и/или его 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

1. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7} Данные приведены по G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
2. ↑ ^{1 2} B. R. Beck et al. (2007-04-06). «Energy splitting in the ground state doublet in the nucleus ²²⁹Th». Physical Review Letters 98: 142501. DOI:10.1103/PhysRevLett.98.142501.
3. ↑ ^{1 2} Данные приведены по G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.