Argonisotoper

Från Wikipedia
(Omdirigerad från Argon-38)
Hoppa till navigering Hoppa till sök

Argonisotoper är isotoper av grundämnet argon (Ar), det vill säga atomer och kärnor med 18 protoner och olika antal neutroner.

Isotoper[redigera | redigera wikitext]

Argon har 24 kända isotoper, varav 3 är stabila (36Ar, 38Ar och 40Ar), samt 1 isomer (32mAr).

Den mest långlivade radioisotopen är 39Ar med en halveringstid på 269 år, följt av 42Ar med en halveringstid på 32,9 år och 37Ar med en halveringstid på 35 dagar. Alla andra radioisotoper har halveringstider under två timmar, och de flesta av dem under en minut. Den minst stabila radioisotopen är 30Ar med en halveringstid på mindre än 20 nanosekunder.

Lättare isotoper sönderfaller främst genom positronemission till klor- eller svavelisotoper, medan tyngre isotoper främst β-sönderfaller till kaliumisotoper.

Argon-36[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: Argon-36

36Ar är en observationellt stabil isotop vars kärna består 18 protoner och 18 neutroner. Den utgör 0,337 % av det naturligt förekommande argonet. 36Ar antas sönderfalla genom dubbel elektroninfångning till 36S med en mycket lång halveringstid. Hittills har emellertid inga tecken på radioaktivitet observerats, och det är även den lättaste teoretiskt men ändock obevisat instabila nukliden.

Många forskningsprojekt har behov av argon som är utarmat med avseende på kosmogena isotoper, vilket benämnes utarmat argon.[1]

I december 2013 hittades 36Ar i form av en argonhydrid i kosmiskt stoft tillhörande Krabbnebulosan som utgör resterna efter en supernova. Detta var första gången molekyler innehållande atomer av en ädelgas upptäcktes i yttre rymden.[2][3]

Argon-37[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: Argon-37

37Ar är en radioisotop vars kärna består 18 protoner och 19 neutroner. Det är en syntetisk radioisotop som bildas genom neutroninfångning av 40Ca följt av en alfapartikelemission som ett resultat av underjordiska kärnvapenexplosioner. Den har en halveringstid på 35,04 dagar.[4]

Argon-38[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: Argon-38

38Ar är en stabil isotop vars kärna består 18 protoner och 20 neutroner. Den utgör 0,063 % av det naturligt förekommande argonet.

Argon-39[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: Argon-39

39Ar är en radioisotop vars kärna består 18 protoner och 21 neutroner. Det är en kosmogen nuklid som förekommer i spårmängder i naturen och har en halveringstid på 269 år. 39Ar produceras i jordens atmosfär genom kosmisk strålningsaktivitet på i huvudsak på 40Ar. I underjorden produceras också 39Ar från 39K genom neutroninfångning eller alfaemission av kalcium. Halten av 39Ar bland naturligt argon har uppmätts till (8,0 ± 0,6) × 10−16 g/g, eller (1,01 ± 0,08) Bq/kg av 36, 38, 40Ar.[5]

Argon-40[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: Argon-40

40Ar är en stabil isotop vars kärna består 18 protoner och 22 neutroner. Den utgör 99,6035 % av det naturligt förekommande argonet. Detta beror på faktumet att de flesta 40Ar-isotoper är radiogena: 40Ar-atomer som är sönderfallsprodukter av 40K, en naturlig radioisotop med halveringstid på 1,248 miljarder år, som sönderfaller till antingen den stabila isotopen 40Ar (10,72 %) genom elektroninfångning eller positronemission, eller till 40Ca (89,28 %) genom β-sönderfall. Dessa egenskaper och förhållanden används för att bestämma åldern på bergarter genom kalium–argon-datering.[4]

Trots att 40Ar hålls fångat i många stenar, kan den frigöras genom smältning, slipning och diffusion. Nästan allt argon i jordens atmosfär är en produkt av kalium-40-sönderfall, eftersom 99,6 % av argonet i jordens atmosfär är 40Ar, medan argonet i solen och förmodligen i primordiala stjärnbildande moln utgörs av < 15 % av 38Ar och mestadels 36Ar (85 %). På liknande sätt är förhållandet mellan de tre isotoperna 36Ar: 38Ar: 40Ar i de yttre planeternas atmosfärer 8400: 1600: 1.[6]

Argon-41[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: Argon-41

41Ar är en radioisotop vars kärna består 18 protoner och 23 neutroner. Den har en halveringstid på 109,61 minuter.

Argon-42[redigera | redigera wikitext]

Huvudartikel: Argon-42

42Ar är en radioisotop vars kärna består 18 protoner och 24 neutroner. Den förekommer i spårmängder i naturen – med en andel mindre än 6 × 10−21 i proportion till andelen 36, 38, 40Ar.[7] Dess halveringstid är 32,9 år.

Tabell[redigera | redigera wikitext]

Nuklid Z N Massa (u) Halveringstid ST (%) SE (MeV) SP Spinn Förekomst (%)
30Ar
18
12
30,02156(32)# 20 ns p 29Cl
0+
31Ar
18
13
31,01212(22)# 14,4 ms β+ + p (55 %) 30S
52(+#)
β+ (40,4 %) 31Cl
β+ + 2p (2,48 %) 29P
β+ + 3p (2,1 %) 28Si
32Ar
18
14
31,9976380(19) 98 ms β+ (56,99 %) 11,15 32Cl
0+
β+ + p (43,01 %) 9,35 31S
32mAr
5600(100)
98 ms
5#
33Ar
18
15
32,9899257(5) 173 ms β+ (61,35 %) 11,62 33Cl
½+
β+ + p (38,65 %) 9,35 32S
34Ar
18
16
33,9802712(4) 844,5 ms β+ 6,061 34Cl
0+
35Ar
18
17
34,9752576(8) 1,775 s β+ 5,965 35Cl
32+
36Ar
18
18
35,967545106(29)
Observationellt stabil
0+
0,337
37Ar
18
19
36,96677632(22) 35,04 d ε 0,813 37Cl
32+
38Ar
18
20
37,9627324(4)
Stabil
0+
0,063
39Ar
18
21
38,964313(5) 269 a β 0,565 39K
72
Spår
40Ar
18
22
39,9623831225(29)
Stabil
0+
99,6035
41Ar
18
23
40,9645006(4) 109,61 min β 2,492 41K
72
42Ar
18
24
41,963046(6) 32,9 a β 0,6 42K
0+
Spår
43Ar
18
25
42,965636(6) 5,37 min β 4,62 43K
(52)
44Ar
18
26
43,9649240(17) 11,87 min β 3,55 44K
0+
45Ar
18
27
44,9680400(6) 21,48 s β 6,89 45K
(½, 32, 52)
46Ar
18
28
45,96809(4) 8,4 s β 5,7 46K
0+
47Ar
18
29
46,97219(11) 1,23 s β (99 %) 9,79 47K
32#
β + n (1 %) 1,44 46K
48Ar
18
30
47,97454(32)# 480 ms β 48K
0+
49Ar
18
31
48,98052(54)# 170 ms β 49K
32#
50Ar
18
32
49,98443(75)# 85 ms β 50K
0+
51Ar
18
33
50,99163(75)# 60 ms β 51K
32#
52Ar
18
34
51,99678(97)# 10 ms β 52K
0+
53Ar
18
35
53,00494(107)# 3 ms β 53K
(52)#
β + n 52K
Anmärkningar
  • Stabila isotoper anges i fetstil.
  • Värden markerade med # härrör inte enbart från experimentella data, men åtminstone delvis från systematiska trender.
  • Osäkerheter anges i kort form i parentes efter värdet. Osäkerhetsvärden anger en standardavvikelse, utom isotopsammansättningen och standardatommassa från IUPAC, som använder expanderade osäkerhet.
  • Nuklidmassor är givna av IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO).
  • Isotopförekomster är givna av IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ H. O. Back (2012). ”Depleted Argon from Underground Sources”. Physics Procedia 37: sid. 1105–1112. doi:10.1016/j.phpro.2012.04.099. 
  2. ^ Quenqua, Douglas (13 december 2013). ”Noble Molecules Found in Space”. The New York Times. http://www.nytimes.com/2013/12/17/science/space/noble-molecules-found-in-space.html. Läst 13 december 2013. 
  3. ^ Barlow, M. J. (2013). ”Detection of a Noble Gas Molecular Ion, 36ArH+, in the Crab Nebula”. Science 342 (6164): sid. 1343–1345. doi:10.1126/science.124358213. 
  4. ^ [a b] 40Ar/39Ar dating and errors”. Arkiverad från originalet den 9 maj 2007. https://web.archive.org/web/20070509023017/http://www.geoberg.de/text/geology/07011601.php. Läst 7 mars 2007. 
  5. ^ P. Benetti (2007). ”Measurement of the specific activity of 39Ar in natural argon”. Nuclear Instruments and Methods A 574: sid. 83. doi:10.1016/j.nima.2007.01.106. Bibcode2007NIMPA.574...83B. 
  6. ^ Cameron, A. G. W., "Elemental and Isotopic Abundances of the Volatile Elements in the Outer Planets" (Article published in the Space Science Reviews special issue on 'Outer Solar System Exploration - An Overview', ed. by J. E. Long and D. G. Rea.) Journal: Space Science Reviews, Volume 14, Issue 34, pp. 392–400 (1973).
  7. ^ V. D. Ashitkov (1998). ”New experimental limit on the 42Ar content in the Earth's atmosphere”. Nuclear Instruments and Methods A 416: sid. 179. doi:10.1016/S0168-9002(98)00740-2. 

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]