Торій-228

Торій-228 Таблиця ізотопів
Загальні відомості
Назва, символ	радіото́рій, RdTh,^228Th
Нейтронів	138
Протонів	90
Властивості ізотопу
Період напіврозпаду	1,9116(16) року
Атомна маса	228,0287411(24) а.о.м
Спін	0^+
Канал розпаду	Енергія розпаду
α-розпад	5,52008(22) МеВ
^20O

Торій-228 (англ. thorium-228), історична назва радіоторій (лат. Radiothorium, позначається символом RdTh або Rt) — радіоактивний нуклід хімічного елемента торію з атомним номером 90 і масовим числом 228. Відкрив 1905 року Отто Ган. Основний стан ядра має спін і парність J^π = 0⁺. Ядро має три дуже короткоживучі ізомерні стани з періодами напіврозпаду 0,405 нс (J^π = 2⁺, E = 57,8 кеВ), 0,164 нс (J^π = 4⁺, E = 186,8 кеВ) і 0,29 нс (J^π = 2⁺, E = 1153,5 кеВ), а також десятки ще більш короткоживучих збуджених рівнів.

Переріз захоплення теплових нейтронів (з утворенням ядра торій-227) становить 123(15) барни, при цьому переріз захоплення теплових нейтронів з поділом не перевищує 0,3 барни. Енергія відриву нейтрона становить 7109,6 кеВ, протона — 6372 кеВ.

Належить до радіоактивного сімейства торію-232 (так званий ряд торію). Внаслідок цього існує в природі (у матеріалах, що містять торій), постійно утворюючись та розпадаючись. Рівноважний вміст торію-228 відносно природного торію (представленого одним ізотопом, ²³² Th), дорівнює відношенню їхніх періодів напіврозпаду: (1,91 року)/(1,405·10¹⁰ років) = 1,36·10⁻¹⁰. Однак у деяких природних зразках (наприклад, у річкових водах) рівновага може бути порушена.

Утворення та розпад

Торій-228 безпосередньо утворюється внаслідок таких процесів:

• β⁻-розпаду нукліду (період напіврозпаду — 6,15(2) год, доступна енергія бета-розпаду 2127 кеВ):

${\displaystyle \mathrm {{}_{89}^{228}Ac} \rightarrow \mathrm {{}_{90}^{228}Th} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}$

• електронне захоплення і (з меншою ймовірністю) позитронний розпад нукліду протактинію (період напіврозпаду 22 год, доступна енергія електронного захоплення 2148 кеВ):

${\displaystyle \mathrm {^{232}_{92}U} \rightarrow \mathrm {^{228}_{90}Th} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$

• α-розпад нукліду урану ²³²U (період напіврозпаду 68,9 року, енергія розпаду 5413,55 кеВ):

${\displaystyle \mathrm {^{232}_{92}U} \rightarrow \mathrm {^{228}_{90}Th} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$

Торій-228 може утворюватися також у результаті багатьох ядерних реакцій, наприклад, при захопленні нейтрона торієм-227, (α, 2n)-реакції на радії-226, (p, )-реакції і (α,α'2n)-реакції на торії-230 тощо.

Сам торій-228 α-радіоактивний із періодом напіврозпаду 1,9131 року. В результаті альфа-розпаду утворюється нуклід ²²⁴Ra (повна енергія, що виділяється при розпаді, становить 5520,08(22) кеВ):

${\displaystyle \mathrm {^{228}_{90}Th} \rightarrow \mathrm {^{224}_{88}Ra} +\mathrm {^{4}_{2}He} ;}$

енергія α-частинок, що випускаються, 5423,15 кеВ (у 72,2 % випадків, за розпаду на основний рівень) і 5340,36 кеВ (у 27,2 % випадків, за розпаду на збуджений рівень 84,373 кеВ радію-224); існують також розпади на вищі рівні радію-224, імовірність яких — частки відсотка.

Для торію-228 існує також надзвичайно низька ймовірність кластерного розпаду (з випромінюванням ядра та утворенням двічі магічного ядра свинцю-208; ймовірність події 1,13(22) × 10⁻¹¹ %):

${\displaystyle \mathrm {^{228}_{90}Th} \rightarrow \mathrm {^{208}_{82}Pb} +\mathrm {^{20}_{8}O} .}$

Застосування

• Торій-228 використовують для отримання (інші мови) ().
• Торій-228 використовують як радіоактивне джерело для калібрування ядерних спектрометрів та інших детекторів іонізуючого випромінювання.

Див. також

• Торій
• Ізотопи торію

Примітки

1. Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // . — 2003. — Vol. 729. — P. 3–128. — Bibcode:2003NuPhA.729....3A. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.(англ.)
2. Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references. // . — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — Bibcode:2003NuPhA.729..337A. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.(англ.)
3. Волков В. А., Вонский Е. В., Кузнецова Г. И. Выдающиеся химики мира. — М. : Высшая школа, 1991. — С. 111.
4. Свойства ²²⁸Th на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency)^{[недоступне посилання з Июнь 2019]}
5. Химическая энциклопедия: в 5 т / Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). — М. : Большая российская энциклопедия, 1995. — Т. 4. Полимерные — Трипсин. — С. 613. — 20000 прим. — .