Изотопы фтора: Изотопы фтора | это… Что такое Изотопы фтора?

Физики определили предельно тяжелые изотопы неона и фтора

Физики впервые за 20 лет передвинули границу нейтронной стабильности ядер, то есть нашли такие изотопы элементов, при добавлении нового нейтрона к которым ядра перестают быть связанными системами частиц. В новых экспериментах удалось обнаружить предельные изотопы неона и фтора, ими оказались фтор-31 и неон-34, пишут авторы в журнале Physical Review Letters.

Атомные ядра состоят из заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Однако далеко не любая комбинация соответствует даже относительно стабильному ядру. Известно, что если построить диаграмму, по осям которой отложить количество протонов и нейтронов в ядре, таблицу нуклидов, то стабильные ядра выстроятся вдоль одной линии, то есть для них характерна примерно одинаковая пропорция протонов и нейтронов.

Также ученые давно выяснили, что некоторые количества нейтронов и протонов значительно чаще встречаются среди стабильных ядер — они получили название «магических чисел». Однако полноценной теории устойчивости ядер пока нет, поэтому физики стараются собрать как можно больше эмпирических данных, которые помогут создать такую теорию.

Одно из экспериментальных направлений — это определение границ стабильности, то есть максимального количества нейтронов или протонов в ядре, после которого оно перестает быть связанной системой нуклонов. До недавнего времени нейтронная граница стабильности была известна лишь для первых восьми ячеек таблицы Менделеева, то есть до кислорода, причем последний раз ее уточняли примерно 20 лет назад. В то же время протонный аналог изучен гораздо лучше по ряду причин, в том числе потому, что она расположена гораздо ближе к устойчивым нуклидам.

Физики из Японии, Германии и США под руководством Тосиюки Кубо (Toshiyuki Kubo) из института RIKEN сделали новое уточнение границы нейтронной стабильности, определив предельные изотопы неона и фтора. Опыты авторов указывают, что ими являются фтор-31 с 22 нейтронами и неон-34 с 24 нейтронами.

Также исследователи экспериментировали с ядрами натрия, но однозначных выводов пока сделать нельзя: авторам ни разу не удалось наблюдать натрий-38 при ожидаемом количестве в пять штук, но при этом был зафиксирован один случай появления натрия-39, что указывает на его возможную связность.

Эксперименты состояли в направлении пучка атомов кальция-48 с энергией в 345 мегаэлектронвольт на нуклон на бериллиевую мишень толщиной в 20 миллиметров. Взаимодействие приводило к фрагментации ядер кальция, а измерительные приборы определяли массу и заряд получившихся осколков, отбрасывая ненужные. До данной работы наиболее тяжелыми известными изотопами были фтор-31, неон-34 и натрий-37, поэтому авторы исследования искали события с двумя следующими изотопами каждого элемента.

Полученные результаты уже плохо согласуются с существующими теоретическими предсказаниями. В то время как есть модели, в которых правильно объясняется предельный изотоп неона, в них ожидаемое предельное ядро фтора также содержит 24 нейтрона, а не 22.

Эти данные, а также продолжающиеся исследования в Японии, США и других странах позволят определить границу стабильности для еще более тяжелых ядер, что значительно продвинет понимание физики многих частиц с сильным взаимодействием.

Физики продолжают открывать новые изотопы — недавно еще один был

обнаружен

у урана, а также

самый тяжелый

из известных у кальция. В честь присвоения официальных наименований четырем сверхтяжелым элементам мы выпустили интерактивный материал

«Алхимии отцовой пережитки»

.

Тимур Кешелава

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Исследователи наблюдают новый изотоп фтора

31.03.2021 13:22

1698

Добавить в закладки

Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе сообщили о первых наблюдениях новой формы фтора, изотопа 13F, описанных в журнале Physical Review Letters, — пишет eurekalert. org.

Они сделали свое открытие в рамках эксперимента, проведенного в Национальной лаборатории сверхпроводящего циклотрона Университета штата Мичиган.

Фтор — самый химически активный элемент в таблице Менделеева. В природе встречается только один изотоп фтора — стабильный изотоп 19F. Новый изотоп 13F — это четыре нейтрона, удаленных от линии капельного распространения протона — границы, которая ограничивает зону, за которой атомные ядра распадаются с испусканием протона.

Роберт Дж. Чарити, профессор химии в области искусств и наук, и Ли Г. Соботка, профессор химии и физики, работали в сотрудничестве с группами из Университета штата Мичиган, Университета Западного Мичигана и Университета Коннектикута, чтобы сделать это открытие.

«Изучение экзотических ядер с таким большим избытком нейтронов или протонов представляет значительный интерес для понимания синтеза элементов, даже несмотря на то, что их время жизни чрезвычайно короткое, — сказал Чарити. — Многие из этих изотопов обладают экзотическими свойствами».

Изотоп 13F — пятый новый изотоп, который Чарити и Соботка открыли вместе.

«Все новые изотопы очень богаты протонами и нестабильны по отношению к испусканию протонов, — сказал Чарити. — Протоны с самой высокой энергией внутри этих изотопов могут туннелировать через кулоновский барьер и убегать».

Первоначальная цель эксперимента, по словам Чарити, заключалась в создании нового изотопа кислорода, получившего название «легковесный кислород», — техническое достижение, о котором ранее сообщалось в Physical Review Letters. Сделав это открытие, исследователи снова тщательно проанализировали свои данные и выявили доказательства существования 13F.

Новый изотоп фтора был создан в результате реакции перезарядки с пучком 13O. (Нейтрон в 13O удаляется и заменяется протоном.)

«Такие реакции перезарядки обычно не использовались для создания очень богатых протонами изотопов в прошлом, — сказал Чарити. — Однако мы уже планируем поиск другого нового изотопа с использованием этого механизма реакции».

[Фото: eurekalert.org]

Автор Подготовила Анна Юдина

изотоп фтора новые изотопы таблица менделеева фтор

Источник: www.eurekalert.org

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

Исследователи обнаружили новый изотоп фтора — The Source

От Талия Оглиоре 30 марта 2021 г.

ПОДЕЛИТЬСЯ Ученые-ядерщики из Вашингтонского университета открыли новый изотоп фтора с помощью массива высокого разрешения в Национальной сверхпроводящей циклотронной лаборатории. (Изображение предоставлено Мичиганским государственным университетом)

Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе сообщили о первых наблюдениях новой формы фтора, изотопа 9. 0007 13 F, описанный 30 марта в журнале Physical Review Letters.

Они сделали свое открытие в рамках эксперимента, проведенного в Национальной сверхпроводящей циклотронной лаборатории Мичиганского государственного университета (МГУ).

Чарити (слева) и Соботка в Вашингтонском университете в феврале 2020 года. (Фото: Шон Баллард)

Фтор — самый химически активный элемент в периодической таблице. В природе встречается только один изотоп фтора, стабильный изотоп ^19. F. Новый изотоп, ¹³ F, представляет собой четыре нейтрона, удаленных от линии протонного стока, границы, которая ограничивает зону, за которой атомные ядра распадаются с испусканием протона.

Роберт Дж. Чарити, профессор химии в области искусств и наук, и Ли Г. Соботка, профессор химии и физики, работали в сотрудничестве с группами из МГУ, Университета Западного Мичигана и Университета Коннектикута, чтобы сделать это открытие.

«Изучение экзотических ядер с таким большим избытком нейтронов или протонов представляет значительный интерес для понимания синтеза элементов, даже несмотря на то, что их время жизни чрезвычайно коротко», — сказал Чарити.

«Многие из этих изотопов обладают экзотическими свойствами».

Диаграмма нуклидов, на которой обнаружены изотопы Чарити и Соботка, выделенные зеленым цветом (стабильные изотопы обозначены черными квадратами, а линия протонного стока показана синим цветом). Новый изотоп фтора, ¹³ F, больше всего удаляется из капельной линии. (Изображение предоставлено Робертом Дж. Чарити)

Изотоп ¹³ F — пятый новый изотоп, открытый Чарити и Соботкой вместе.

— Все новые изотопы очень богаты протонами и неустойчивы к испусканию протонов, — сказала Чарити. «Протоны с самой высокой энергией внутри этих изотопов могут туннелировать через кулоновский барьер и ускользать».

Первоначальная цель эксперимента, по словам Черити, состояла в том, чтобы создать новый изотоп кислорода, получивший название «полулегкий кислород», техническое достижение, о котором ранее сообщалось в Physical Review Letters. Сделав это открытие, исследователи еще раз тщательно просмотрели свои данные и нашли доказательства существования

13 F.

Новый изотоп фтора был создан в результате реакции перезарядки с пучком ¹³ O. ( Нейтрон в ¹³ O удаляется и заменяется протоном.)

«Такие реакции перезарядки обычно не использовались для создания очень богатых протонами изотопов в прошлом», — сказал Чарити. «Однако мы уже планируем поиск другого нового изотопа с использованием этого механизма реакции».

---

Финансирование: Эта работа была поддержана Министерством энергетики США, Управлением науки, Управлением ядерной физики под номерами DE-FG02-87ER-40316, DE-FG02-04ER-41320, DE-SC0014552; и Национальный научный фонд в рамках гранта PHY-156556.

---

ПОДЕЛИТЬСЯ Контакты для СМИ Талия Оглиоре

---

Школы

WebElements Periodic Table » Fluorine » изотопные данные

₉ F

Доступные свойства фтора…

Природные изотопы

В этой таблице представлена ​​информация о встречающихся в природе изотопах, их атомных массах, их естественном содержании, их ядерных спинах и их магнитных моментах. Дополнительные данные для радиоизотопов (радиоактивных изотопов) фтора перечислены ниже (включая все, что встречается в природе).

Изотоп	Масса/Да	Естественное содержание (атомов %)	Ядерный спин (I)	Магнитный момент (мк/мк Н )
19 Ф	18.99840322 (15)	100	1 / 2	2,628867

Содержание изотопов фтора. В приведенном выше примере наиболее интенсивный ион установлен на 100 %, поскольку это лучше всего соответствует выходному сигналу масс-спектрометра. Это не следует путать с относительным процентным содержанием изотопов, которое составляет 100% для всех встречающихся в природе изотопов.

Радиоизотопные данные

Дополнительные данные для встречающихся в природе изотопов фтора перечислены выше. Эта таблица дает информацию о некоторых радиоизотопах фтора, их массах, периодах полураспада, способах их распада, их ядерных спинах и их ядерных магнитных моментах.

Изотоп	Масса/Да	Период полураспада	Режим распада	Ядерный спин	Магнитный момент ядра
17 Ф	17.0020952	64,5 с	EC по 17 O	5 / 2	4,722
18 Ф	18.000938	1,83 ч	EC по 18 О	1
20 Ф	19.9999813	11.00 с	β — до 20 Ne	2	2,094
21 Ф	20,999949	4,16 с	β — до 21 Ne	5 / 2
22 Ф	22. 00300	4,23 с	β — до 22 Ne	4
23 Ф	23.0037	2,2 с	β — до 23 Ne	5 / 2

Каталожные номера

1. Содержание изотопов в природе: отчет Комиссии по атомным весам и содержанию изотопов для Международного союза теоретической и прикладной химии в Изотопные составы элементов 1989 , Pure and Applied Chemistry, 1998, 70 , 9Copyright 8. ИЮПАК]
2. Для получения дополнительной информации о радиоизотопах см. Таблицу нуклидов Jonghwa Chang (Корейский научно-исследовательский институт атомной энергии)
.
3. Массы, ядерные спины и магнитные моменты: И. Миллс, Т. Квитас, К. Хоманн, Н. Каллай и К. Кучицу в количествах, единицах и символах в физической химии , Blackwell Scientific Publications, Оксфорд, Великобритания, 1988. [Авторское право IUPAC 1988]

ЯМР Свойства фтора

Общий эталонный состав: CFCl ₃ .

Таблица ЯМР-активных свойств ядер фтора

	Изотоп 1	Изотоп 2	Изотоп 3
Изотоп	19 Ф
Естественное обилие /%	100
Спин (I)	1 / 2
Частота относительно 1 H = 100 (МГц)	94.094011
Восприимчивость, D P , относительно 1 H = 1,00	0,834
Восприимчивость, D C , относительно 13 C = 1,00	4900
Магнитогирическое отношение, γ (10 7 рад Тл ‑1 с -1 )	25. 18148
Магнитный момент, мк (мк Н )	4,553333
Ядерный квадрупольный момент, Q/миллибарн	— [но -94,2(9) для возбужденного состояния]
Коэффициент ширины линии, 10 56 л (м 4 )	—

Каталожные номера

1. Р.К. Харрис в Энциклопедии ядерного магнитного резонанса , Д.М. Гранти и Р.К. Харрис, (ред.), vol. 5, John Wiley & Sons, Чичестер, Великобритания, 1996. Я благодарен профессору Робину Харрису (Университет Дарема, Великобритания), который предоставил большую часть данных ЯМР, защищенных авторским правом IUPAC 1996 года, адаптированных из его вклада, содержащегося в этой ссылке.
2. J. Mason in Multinuclear NMR , Plenum Press, New York, USA, 1987. Там, где это дано, данные для некоторых радиоактивных ядер взяты из этой ссылки.