Природний азот (7N) складається з двох стабільних ізотопів: переважна більшість (99,6%) природного азоту – це азот-14, решта – азот-15. Також відомо тринадцять радіоізотопів з атомними масами в діапазоні від 9 до 23 разом із трьома ядерними ізомерами. Усі ці радіоізотопи є короткоживучими, найдовше живучим є азот-13 з періодом напіврозпаду 9.965(4) хв. Усі інші мають період напіврозпаду менше 7,15 секунди, причому більшість із них менше 620 мілісекунд. Більшість ізотопів з атомними масовими числами нижче 14 розпадаються на ізотопи вуглецю, тоді як більшість ізотопів з масами понад 15 розпадаються на ізотопи кисню. Найбільш короткоживучим відомим ізотопом є азот-10 з періодом напіврозпаду 143(36) йоктосекунд, хоча період напіврозпаду азоту-9 не виміряли точно.
Список ізотопів
Нуклід | Z | N | Масса ізотопа (а.о.м.) | Період напіврозпаду | Спосіб розпаду | Дочірній ізотоп | Спін і парність | Ізотопна поширеність | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Енергія збудження | Частка | Можливе відхилення | |||||||
9N | 7 | 2 | <1 ас | 5p | 4He | ||||
10N | 7 | 3 | 10.04165(43) | 143(36) йс | p ? | ? | 1−, 2− | ||
11N | 7 | 4 | 11.026158(5) | 585(7) йс [780.0(9.3) кеВ] | p | 1/2+ | |||
11mN | 740(60) кеВ | 690(80) йс | p | 1/2− | |||||
12N | 7 | 5 | 12.0186132(11) | 11.000(16) мс | β+ (98.07(4)%) | 12C | 1+ | ||
β+α (1.93(4)%) | 8Be | ||||||||
13N | 7 | 6 | 13.00573861(29) | 9.965(4) хв | β+ | 13C | 1/2− | ||
14N | 7 | 7 | 14.003074004251(241) | Стабільний | 1+ | [0.99578, 0.99663] | |||
14mN | 2312.590(10) кеВ | ІП | 14N | 0+ | |||||
15N | 7 | 8 | 15.000108898266(625) | Стабільний | 1/2− | [0.00337, 0.00422] | |||
16N | 7 | 9 | 16.0061019(25) | 7.13(2) с | β− (99.99846(5)%) | 16O | 2− | ||
β−α (0.00154(5)%) | 12C | ||||||||
16mN | 120.42(12) кеВ | 5.25(6) мкс | ІП (99.999611(25)%) | 16N | 0− | ||||
β− (0.000389(25)%) | 16O | ||||||||
17N | 7 | 10 | 17.008449(16) | 4.173(4) с | β−n (95.1(7)%) | 16O | 1/2− | ||
β− (4.9(7)%) | |||||||||
β−α (0.0025(4)%) | 13C | ||||||||
18N | 7 | 11 | 18.014078(20) | 619.2(1.9) мс | β− (80.8(1.6)%) | 18O | 1− | ||
β−α (12.2(6)%) | 14C | ||||||||
β−n (7.0(1.5)%) | 17O | ||||||||
β−2n ? | 16O ? | ||||||||
19N | 7 | 12 | 19.017022(18) | 336(3) мс | β− (58.2(9)%) | 1/2− | |||
β−n (41.8(9)%) | 18O | ||||||||
20N | 7 | 13 | 20.023370(80) | 136(3) мс | β− (57.1(1.4)%) | 20O | (2−) | ||
β−n (42.9(1.4)%) | 19O | ||||||||
β−2n ? | 18O ? | ||||||||
21N | 7 | 14 | 21.02709(14) | 85(5) мс | β−n (87(3)%) | (1/2−) | |||
β− (13(3)%) | |||||||||
β−2n ? | 19O ? | ||||||||
22N | 7 | 15 | 22.03410(22) | 23(3) мс | β− (54.0(4.2)%) | 0−# | |||
β−n (34(3)%) | 21O | ||||||||
β−2n (12(3)%) | 20O | ||||||||
23N | 7 | 16 | 23.03942(45) | 13.9(1.4) мс | β− (> 46.6(7.2)%) | 1/2−# | |||
β−n (42(6)%) | 22O | ||||||||
β−2n (8(4)%) | 21O | ||||||||
β−3n (< 3.4%) | 20O
|
- Розпадається через випромінювання протону до , який негайно випромінює два протона перетворюючись у 6Be, який також випромінює два протона перетворюючись у стабільний 4He
- Спосіб розпаду енергетично дозволений, але для цього нукліда ніколи експериментально не спостерігався.
- Одразу розпадається на дві альфа-частинки, нетто-реакція: 12N → 3 4He + e+.
- Використовується в позитрон-емісійній томографії
- Одне з кількох стабільних ядер з непарною кількістю протонів і непарною кількістю нейтронів
- Найважчий ізотоп азоту
Азот-13
Азот-13 і кисень-15 утворюються в атмосфері, коли гамма-промені (наприклад, від блискавки) вибивають нейтрони з азоту-14 і кисню-16:
- 14N + γ → 13N + n
- 16O + γ → 15O + n
Утворений в результаті азот-13 розпадається з періодом напіврозпаду 9.965(4) хв до вуглецю-13, випускаючи позитрон. Позитрон швидко анігілює з електроном, утворюючи два гамма-промені близько 511 кеВ. Після удару блискавки це гамма-випромінювання згасає з періодом напіврозпаду в десять хвилин, але ці низькоенергетичні гамма-промені в середньому проходять у повітрі лише близько 90 метрів, тому їх можна виявити лише протягом хвилини або близько того, тому що "хмара" 13N і 15O розвіюється вітром.
Азот-14
Азот-14 є одним із двох
ізотопів азоту, який становить близько 99,636% природного азоту.Азот-14 є одним з небагатьох спіну ядра плюс або мінус , що дає ядру загальний магнітний спін, який дорівнює 1.
(по сім) і єдиний, який становить більшу частину його елемента. Кожен протон або нейтрон вносить доВважається, що вихідним джерелом азоту-14 і азоту-15 у Всесвіті є зоряний нуклеосинтез, де вони утворюються як частина циклу CNO.
Азот-14 є джерелом природного радіоактивного вуглецю-14. Деякі види космічного випромінювання викликають ядерну реакцію з азотом-14 у верхніх шарах атмосфери Землі, утворюючи вуглець-14, який розпадається на азот-14 з періодом напіврозпаду 5700(30) років.
Азот-15
Азот-15 — рідкісний стабільний ізотоп азоту. Два джерела азоту-15 - це випромінювання позитронів киснем-15 і бета-розпад вуглецю-15. Азот-15 має один із найнижчих перерізів захоплення теплових нейтронів серед усіх ізотопів.
Азот-15 часто використовується в ЯМР (ядерний спін і, отже, квадрупольний момент, 15N має ядерний спін, що дорівнює 1/2, що забезпечує такі переваги для ЯМР, як вужча ширина лінії.
). На відміну від більш поширеного азоту-14, який має цілочисельний – це метод, який використовується для вивченняАзот-16
Радіоізотоп 16N є домінуючим радіонуклідом в теплоносії водно-водяних реакторів або реакторів з киплячою водою під час нормальної роботи. Він утворюється з 16O (у воді) за допомогою , у якій атом 16O захоплює нейтрон і викидає протон. Він має короткий період напіврозпаду приблизно 7,1 с, але його розпад назад до 16O створює гамма-випромінювання високої енергії (від 5 до 7 МеВ). Через це доступ до трубопроводу теплоносія першого контуру у водо-водяному реакторі повинен бути обмежений під час роботи реактора. Це чутливий і миттєвий індикатор витоків із первинної системи теплоносія у вторинний паровий цикл і є основним засобом виявлення таких витоків.
Ізотопні підписи
Примітки
- Wang, Meng; Huang, W. J.; Kondev, F. G.; Audi, G.; Naimi, S. (2021-03). The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references*. Chinese Physics C (англ.). Т. 45, № 3. с. 030003. doi:10.1088/1674-1137/abddaf. ISSN 1674-1137. Процитовано 14 лютого 2024.
- Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (1 березня 2021). The NUBASE2020 evaluation of nuclear physics properties *. Chinese Physics C. Т. 45, № 3. с. 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae. ISSN 1674-1137. Процитовано 14 лютого 2024.
- Cho, Adrian (25 September 2023). Fleeting form of nitrogen stretches nuclear theory to its limits. (Science.org). Процитовано 27 September 2023.
- Atomic Weight of Nitrogen | Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights. ciaaw.org. Процитовано 26 лютого 2022.
- Teruaki Enoto та ін. (Nov 23, 2017). Photonuclear reactions triggered by lightning discharge. Nature. 551 (7681): 481—484. arXiv:1711.08044. Bibcode:2017Natur.551..481E. doi:10.1038/nature24630. PMID 29168803.
- CRC Handbook of Chemistry and Physics (вид. 64th). 1983–1984. с. B-234.
- Evaluated Nuclear Data File (ENDF) Retrieval & Plotting. National Nuclear Data Center.
- Neeb, Karl Heinz (1997). The Radiochemistry of Nuclear Power Plants with Light Water Reactors. Berlin-New York: Walter de Gruyter. с. 227. ISBN . оригіналу за 5 лютого 2016. Процитовано 20 грудня 2015.
H | He | ||||||||||||||||||||||
Li | Be | B | C | N | O | Ne | |||||||||||||||||
Si | |||||||||||||||||||||||
Sc | Ti | Fe | Ge | ||||||||||||||||||||
* | Pb | ||||||||||||||||||||||
Ra | ** | ||||||||||||||||||||||
* | |||||||||||||||||||||||
** | Th | U | Pu | Cf | Es | Fm | Md | No |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет