Изотопы осмия - Isotopes of osmium

Основные изотопы осмия   ( 76 Os)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим продукт
184 Ос 0,02% стабильный
185 Ос син 93,6 г ε 185 Re
186 Ос 1,59% 2,0 × 10 15  лет α 182 Вт
187 Ос 1,96% стабильный
188 Ос 13,24% стабильный
189 Ос 16,15% стабильный
190 Ос 26,26% стабильный
191 Ос син 15.4 дн. β - 191 Ir
192 Ос 40,78% стабильный
193 Ос син 30,11 г β - 193 Ir
194 Ос син 6 лет β - 194 Ir
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Os) 190,23 (3)

Осмий ( 76 Os) имеет семь природных изотопов , пять из которых являются стабильными: 187 Os, 188 Os, 189 Os, 190 Os и (наиболее распространенные) 192 Os. Другие природные изотопы, 184 Os и 186 Os, имеют чрезвычайно длительный период полураспада (3 × 10 13 лет и 2 × 10 15 лет, соответственно) и для практических целей также могут считаться стабильными. 187 Os является дочерним элементом 187 Re ( период полураспада 4,56 × 10 10 лет) и чаще всего измеряется в соотношении 187 Os / 188 Os. Это отношение, а также отношение 187 Re / 188 Os, широко использовались при датировании земных, а также метеорных пород . Он также использовался для измерения интенсивности континентального выветривания в течение геологического времени и для определения минимального возраста для стабилизации мантийных корней континентальных кратонов . Тем не менее, наиболее заметное применение Os в датировании было связано с иридием , чтобы проанализировать слой ударного кварца вдоль границы мела и палеогена, который знаменует вымирание динозавров 66 миллионов лет назад.

Существует также 30 искусственных радиоизотопов , самый долгоживущий из которых - 194 Os с периодом полураспада шесть лет; все остальные имеют период полураспада менее 94 дней. Также известно девять ядерных изомеров , наиболее долгоживущим из которых является 191 m Os с периодом полураспада 13,10 часов.

Использование изотопов осмия

Изотопное соотношение осмия-187 и осмия-188 ( 187 Os / 188 Os) можно использовать как окно в геохимические изменения на протяжении всей истории океана. Среднее соотношение 187 Os / 188 Os в океанах составляет 1,06. Это значение представляет собой баланс поступлений Os из реки с континента с соотношением 187 Os / 188 Os ~ 1,3 и мантийных / внеземных поступлений с соотношением 187 Os / 188 Os ~ 0,13. Являясь потомком 187 Re, 187 Os может образовываться радиогенно в результате бета-распада. Этот распад фактически увеличил соотношение 187 Os / 188 Os в массивной силикатной земле (Земля минус ядро ) на 33%. Это то, что определяет разницу в соотношении 187 Os / 188 Os, которое мы наблюдаем между континентальными материалами и материалом мантии. Породы земной коры имеют гораздо более высокий уровень Re, который медленно разлагается до 187 Os, увеличивая это соотношение. Однако внутри мантии неравномерный отклик Re и Os приводит к тому, что эта мантия и расплавленные материалы обедняются Re и не позволяют им накапливать 187 Os, как континентальный материал. Поступление обоих материалов в морскую среду приводит к наблюдаемым 187 Os / 188 Os океанов и сильно колебалось на протяжении истории нашей планеты. Эти изменения изотопных значений морского Os можно наблюдать в морских отложениях, которые откладываются и, в конечном итоге, литифицируются в этот период времени. Это позволяет исследователям делать оценки потоков выветривания, определять базальтовый вулканизм наводнения и ударные явления, которые могли вызвать некоторые из наших крупнейших массовых вымираний. Запись изотопов Os в морских отложениях использовалась, например, для идентификации и подтверждения воздействия границы KT. Столкновение с астероидом длиной ~ 10 км сильно изменило характерные для морских отложений 187 Os / 188 Os в то время. При среднем уровне внеземных 187 Os / 188 Os, составляющем ~ 0,13, и огромном количестве Os, это воздействие (эквивалентное 600000 лет сегодняшнему речному поступлению) снизило глобальное значение 187 Os / 188 Os для морских вод с ~ 0,45 до ~ 0,2.

Соотношения изотопов Os также могут быть использованы как сигнал об антропогенном воздействии. Те же самые отношения 187 Os / 188 Os, которые распространены в геологических условиях, можно использовать для измерения добавления антропогенного Os через такие устройства, как каталитические преобразователи. Хотя было показано, что каталитические преобразователи резко снижают выбросы NO x и CO 2 , они вводят в окружающую среду элементы платиновой группы (PGE), такие как Os. Другие источники антропогенного Os включают сжигание ископаемого топлива, плавку хромовой руды и плавку некоторых сульфидных руд. В одном исследовании оценивалось влияние выхлопных газов автомобилей на морскую систему Os. Автомобильный выхлоп 187 Os / 188 Os был зарегистрирован как ~ 0,2 (аналогично внеземным и полученным из мантии входам), что сильно обеднено (3, 7). Эффект антропогенного Os можно лучше всего увидеть, сравнив соотношение Os в воде и местных отложениях или более глубоких водах. Поверхностные воды, подвергшиеся воздействию, имеют тенденцию иметь истощенные значения по сравнению с глубоководными слоями океана и отложениями, превышающими пределы того, что ожидается от космических поступлений. Считается, что это усиление эффекта связано с попаданием в осадки антропогенного осаждения из воздуха.

Список изотопов

Нуклид
 Z N Изотопная масса ( Да )
 Период полураспада
Режим распада
 Дочерний
изотоп
 Спин и
паритет
 Естественное изобилие (мольная доля)
Энергия возбуждения Нормальная пропорция Диапазон вариации
161 Ос 76 85 0,64 (6) мс α 157 Вт
162 Ос 76 86 161.98443 (54) # 1,87 (18) мс α 158 Вт 0+
163 Ос 76 87 162.98269 (43) # 5.5 (6) мс α 159 Вт 7 / 2- #
β + , p (редко) 162 Вт
β + (редко) 163 Re
164 Ос 76 88 163.97804 (22) 21 (1) мс α (98%) 160 Вт 0+
β + (2%) 164 Re
165 Ос 76 89 164.97676 (22) # 71 (3) мс α (60%) 161 Вт (7 / 2-)
β + (40%) 165 Re
166 Ос 76 90 165.972691 (20) 216 (9) мс α (72%) 162 Вт 0+
β + (28%) 166 Re
167 Ос 76 91 166.97155 (8) 810 (60) мс α (67%) 163 Вт 3 / 2- #
β + (33%) 167 Re
168 Ос 76 92 167.967804 (13) 2,06 (6) с β + (51%) 168 Re 0+
α (49%) 164 Вт
169 Ос 76 93 168.967019 (27) 3,40 (9) с β + (89%) 169 Re 3 / 2- #
α (11%) 165 Вт
170 Ос 76 94 169.963577 (12) 7,46 (23) с β + (91,4%) 170 Re 0+
α (8,6%) 166 Вт
171 Ос 76 95 170.963185 (20) 8,3 (2) с β + (98,3%) 171 Re (5 / 2-)
α (1,7%) 167 Вт
172 Ос 76 96 171.960023 (16) 19,2 (5) с β + (98,9%) 172 Re 0+
α (1,1%) 168 Вт
173 Ос 76 97 172.959808 (16) 22,4 (9) с β + (99,6%) 173 Re (5 / 2-)
α (0,4%) 169 Вт
174 Ос 76 98 173.957062 (12) 44 (4) с β + (99,97%) 174 Re 0+
α (0,024%) 170 Вт
175 Ос 76 99 174.956946 (15) 1,4 (1) мин β + 175 Re (5 / 2-)
176 Ос 76 100 175.95481 (3) 3,6 (5) мин β + 176 Re 0+
177 Ос 76 101 176.954965 (17) 3,0 (2) мин β + 177 Re 1 / 2-
178 Ос 76 102 177.953251 (18) 5,0 (4) мин β + 178 Re 0+
179 Ос 76 103 178.953816 (19) 6,5 (3) мин β + 179 Re (1 / 2-)
180 Ос 76 104 179.952379 (22) 21,5 (4) мин β + 180 Re 0+
181 Ос 76 105 180.95324 (3) 105 (3) мин β + 181 Re 1 / 2-
181м1 Ос 48,9 (2) кэВ 2,7 (1) мин β + 181 Re (7/2) -
181м2 Ос 156,5 (7) кэВ 316 (18) нс (9/2) +
182 Ос 76 106 181.952110 (23) 22.10 (25) ч EC 182 Re 0+
183 Ос 76 107 182.95313 (5) 13.0 (5) ч β + 183 Re 9/2 +
183m Os 170.71 (5) кэВ 9.9 (3) ч β + (85%) 183 Re 1 / 2-
IT (15%) 183 Ос
184 Ос 76 108 183.9524891 (14) 3,0 × 10 13  лет α 180 Вт 0+ 2 (1) × 10 −4
185 Ос 76 109 184.9540423 (14) 93,6 (5) сут EC 185 Re 1 / 2-
185 мл Ос 102,3 (7) кэВ 3,0 (4) мкс (7/2 -) #
185м2 Ос 275,7 (8) кэВ 0,78 (5) мкс (11/2 +)
186 Ос 76 110 185.9538382 (15) 2,0 (11) × 10 15  лет α 182 Вт 0+ 0,0159 (3)
187 Ос 76 111 186.9557505 (15) Наблюдательно стабильный 1 / 2- 0,0196 (2)
188 Ос 76 112 187.9558382 (15) Наблюдательно стабильный 0+ 0,1324 (8)
189 Ос 76 113 188.9581475 (16) Наблюдательно стабильный 3 / 2- 0,1615 (5)
189m Os 30,812 (15) кэВ 5,81 (6) ч ЭТО 189 Ос 9 / 2-
190 Ос 76 114 189.9584470 (16) Наблюдательно стабильный 0+ 0,2626 (2)
190m Os 1705,4 (2) кэВ 9,9 (1) мин ЭТО 190 Ос (10) -
191 Ос 76 115 190.9609297 (16) 15,4 (1) д β - 191 Ir 9 / 2-
191 млн Ос 74,382 (3) кэВ 13.10 (5) ч ЭТО 191 Ос 3 / 2-
192 Ос 76 116 191.9614807 (27) Наблюдательно стабильный 0+ 0,4078 (19)
192m Os 2015.40 (11) кэВ 5,9 (1) с IT (87%) 192 Ос (10-)
β - (13%) 192 Ir
193 Ос 76 117 192.9641516 (27) 30.11 (1) ч β - 193 Ir 3 / 2-
194 Ос 76 118 193.9651821 (28) 6.0 (2) года β - 194 Ir 0+
195 Ос 76 119 194.96813 (54) 6.5 мин. β - 195 Ir 3 / 2- #
196 Ос 76 120 195.96964 (4) 34,9 (2) мин β - 196 Ir 0+
197 Ос 76 121 2,8 (6) мин
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ m Os - Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
  4. ^ Жирный период полураспада  - почти стабильный, период полураспада больше возраста Вселенной .
  5. ^ Режимы распада:
    EC: Электронный захват
    ЭТО: Изомерный переход


    п: Испускание протонов
  6. ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабилен.
  7. ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  8. ^ # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  9. ^ Теоретически также претерпевает β + β + распад до 184 Вт.
  10. ^ первичный радионуклид
  11. ^ a b Используется при датировании рений-осмий
  12. ^ Считается, что претерпевает α-распад до 183 Вт
  13. ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 184 Вт
  14. ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 185 Вт
  15. ^ Считается, что претерпевает α-распад до 186 Вт
  16. ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 188 Вт или β - β - распад до 192 Pt с периодом полураспада более 9,8 × 10 12 лет

использованная литература