Ізотопи бору

Ізотопи бору - нукліди хімічного елементу бору, які мають різну кількість нейтронів, а, отже, різну атомну масу.

Загальний опис

Природний бор складається тільки з двох стабільних ізотопів. На частку легкого бору-10 в природній суміші припадає близько 19,9%, решта, а саме 80.1% — важкий бор-11^[1][2]. Деякі вчені вважають, що відношення ¹¹В : ¹⁰В = 81 : 19 непостійне і що в надрах Землі відбувається частковий розподіл і перерозподіл ізотопів бору. На думку інших, всі відхилення в ізотопному складі — від того, що визначають його різними приладами і методами; але в роботах вчених і цієї групи, говориться, що бор, виділений з морської води, на 2% важчий за бор, добутий з мінералів. Існує, щоправда, й інше пояснення відхилень в ізотопному складі бору, добутого з різних зразків. Суть його в тому, що під дією швидких протонів частина бору-10 перетворюється на берилій-7, а той у свою чергу (після серії ядерних перетворень) — в гелій-4.

За величиною перетину захоплення теплових нейтронів легкий ізотоп бору ¹⁰В посідає одне з перших місць серед всіх ізотопів елементів, а важкий ¹¹В — одне з найостанніших. Це означає, що матеріали на основі обох ізотопів елементу №5 вельми цікаві для реакторобудування, як, втім, і для інших областей атомної техніки.

Окрім цих відомі ще 12 радіоактивних ізотопів бору з масовими числами від ⁶В до ¹⁹В, найстійкішим з котрих є радіоізотоп ⁸В з періодом напіврозпаду 0,77 секунд. Всі решта ізотопів мають період напіврозпаду менший, ніж 17,35 мс, а для найменш стабільного з них, ⁷B, ця величина становить 150 йоктосекунд. Ізотопи з атомними масами меншими 10 розпадаються до гелію (⁷B і ⁹B за посередництва короткоживучих ізотопів берилію), а ті, що мають масу понад 10, здебільшого перетворюються на вуглець.

Діаграма, яка показує поширеність природних ізотопів бору.

Таблиця

Символ ізотопу	Z(p)	N(n)	Маса ізотопу (u)	Період напіврозпаду	Типи розпаду[3][n 1]	Дочірні ізотопи[n 2]	Спін і парність ядра[n 3]	Поширеність ізотопу в природі (мольна частка)	Діапазон розподілу в природі (мольна частка)
6B	5	1	6.04681(75)#
7B	5	2	7.02992(8)	350(50)×10−24 с [1.4(2) МеВ]	p	6Be[n 4]	(3⁄2−)
8B[n 5]	5	3	8.0246072(11)	770(3) мс	β+, α	2 4He	2+
9B	5	4	9.0133288(11)	800(300)×10−21 с [0.54(21) кеВ]	p	8Be[n 6]	3⁄2−
10B	5	5	10.0129370(4)	Стабільний			3+	19.9(7)	18.929–20.386
11B	5	6	11.0093054(4)	Стабільний			3⁄2−	80.1(7)	79.614–81.071
12B	5	7	12.0143521(15)	20.20(2) мс	β− (98.4%)	12C	1+
					β−, α (1.6%)	8Be[n 7]
13B	5	8	13.0177802(12)	17.33(17) мс	β− (99.72%)	13C	3⁄2−
					β−, n (0.279%)	12C
14B	5	9	14.025404(23)	12.5(5) мс	β− (93.96%)	14C	2−
					β−, n (6.04%)	13C
15B	5	10	15.031103(24)	9.87(7) мс	β−, n (93.6%)	14C	3⁄2−
					β− (6.0%)	15C
					β−, 2n (0.40%)	13C
16B	5	11	16.03981(6)	<190×10−12 с [<0.1 MeV]	n	15B	0−
17B[n 8]	5	12	17.04699(18)	5.08(5) мс	β−, n (63.0%)	16C	(3⁄2−)
					β− (22.1%)	17C
					β−, 2n (11.0%)	15C
					β−, 3n (3.5%)	14C
					β−, 4n (0.40%)	13C
18B	5	13	18.05617(86)#	<26 нс	n	17B	(4−)#
19B[n 8]	5	14	19.06373(43)#	2.92(13) мс	β−	19C	(3⁄2−)#

1. Скорочення:
   ЕЗ: електронне захоплення
2. Жирним для стабільних ізотопів
3. Спіни зі слабким оцінковим обґрунтуванням взяті в дужки.
4. В свою чергу розпадається до ⁴He з подвійним випусканням протона, в результаті реакції ⁷B → ⁴He + 3 ¹H
5. Має 1 протон гало
6. одразу ж розпадається на дві α-частинки, в результаті реакції ⁹B → 2 ⁴He + ¹H
7. Одразу ж розпадається на дві α-частинки, в результаті реакції ¹²B → 3 ⁴He + e^-
8. Має 2 нейтрони гало

Нотатки

• Поширеність ізотопів наведена для більшості природних земних взірців. Для інших джерел значення можуть сильно відрізнятися.
• Комерційно доступні матеріали можуть підлягати прихованому або випадковому розділенню на ізотопи. Можуть траплятись суттєві відхилення від поданої маси і складу.
• Оцінки позначені # отримані не з чисто експериментальних даних, але частково із систематичних трендів у сусідніх нуклідів (з такими самими відношеннями Z і N). Спіни зі слабким оцінковим обґрунтуванням взяті в дужки.
• похибку вимірювання подано в скороченій формі в дужках після відповідних останніх цифр. Похибка позначає одне стандартне відхилення, за винятком ізотопної поширеності та атомної маси від IUPAC, яка використовує складніші визначення похибок^[4]. Приклади: 29770,6(5) означає 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означає 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означає −2200,2 ± 1,8.
• Маси радіонуклідів подані за даними Комісії з символів, одиниць, номенклатури, атомних мас і фундаментальних констант (SUNAMCO) IUPAP.
• Поширеності ізотопів подані за даними Комісії з ізотопних поширеностей і атомних мас IUPAC.