Изотопы неона

Изото́пы нео́на — разновидности атомов (и ядер) химического элемента неона, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Существует три стабильных нуклида неона: ²⁰Ne (изотопная распространённость 90,48 %), ²¹Ne (0,27 %) и ²²Ne (9,25 %)^[1]. Повсеместно преобладает легкий ²⁰Ne.

Во многих альфа-активных минералах относительное содержание тяжёлых ²¹Ne и ²²Ne в десятки и сотни раз больше содержания их в воздухе. Это вызвано тем, что основными механизмами образования этих изотопов являются ядерные реакции, происходящие при бомбардировке ядер алюминия, натрия, магния и кремния продуктами распада ядер тяжёлых элементов. Кроме того, подобные реакции происходят в земной коре и атмосфере под воздействием космического излучения.

Зафиксирован также ряд малопродуктивных ядерных реакций^[2], при которых образуются ²¹Ne и ²²Ne — это захват альфа-частиц ядрами тяжёлого кислорода ¹⁸О и фтора ¹⁹F:

\mathrm {{}_{8}^{18}O} +\mathrm {{}_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {{}_{10}^{21}Ne} +\mathrm {{}_{0}^{1}n}

$\mathrm {{}_{9}^{19}F} +\mathrm {{}_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {{}_{10}^{22}Ne} +\mathrm {{}_{1}^{1}H}$

Источник преобладающего на Земле лёгкого нуклида ²⁰Ne до сих пор не установлен.

Считается, что в космическом пространстве неон также преимущественно представлен лёгким нуклидом ²⁰Ne. В метеоритах обнаруживают немало ²¹Ne и ²²Ne, но эти нуклиды предположительно образуются в самих метеоритах под воздействием космических лучей за время странствий во Вселенной.

Кроме трёх стабильных нуклидов неона, известны ещё как минимум шестнадцать нестабильных. Самым долгоживущим из них является ²⁴Ne c периодом полураспада 3,38 минуты.

Таблица изотопов неона

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа^[3] (а. е. м.)	Период полураспада^[4] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[4]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Символ нуклида	Энергия возбуждения			Период полураспада^[4] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[4]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
15 Ne^[5]	10	5	15,043 170 ± (70)	(770 ± (300))⋅10⁻²⁴ с [590 ± (230) кэВ]	2p	13 O	(3/2−)
16 Ne	10	6	16,025 751 ± (22)	> 5,7⋅10⁻²¹ с [< 80 кэВ	2p	14 O	0+
17 Ne	10	7	17,0 177 140 ± (4)	109,2 ± (6) мс	β⁺p (94,4 ± (2,9) %)	16 O	1/2−
					β⁺α (3,51 ± (1) %)	13 N
					β⁺ (2,1 ± (2,9) %)	17 F
					β⁺pα (0,014 ± (4) %)	12 C
18 Ne	10	8	18,0 057 087 ± (4)	1664,20 ± (47) мс	β⁺	18 F	0+
19 Ne	10	9	19,00 188 091 ± (17)	17,2569 ± (19) с	β⁺	19 F	1/2+
20 Ne	10	10	19,9 924 401 753 ± (16)	стабилен			0+	0,9048(3)	[0,8847, 0,9051]^[6]
21 Ne	10	11	20,99 384 669 ± (4)	стабилен			3/2+	0,0027 ± (1)	[0,0027, 0,0171]^[6]
22 Ne	10	12	21,991 385 114 ± (19)	стабилен			0+	0,0925 ± (3)	[0,0920, 0,0996]^[6]
23 Ne	10	13	22,99 446 691 ± (11)	37,15 ± (3) с	β⁻	23 Na	5/2+
24 Ne	10	14	23,9 936 106 ± (6)	3,38 ± (2) мин	β⁻	24m Na	0+
25 Ne	10	15	24,997 810 ± (30)	602 ± (8) мс	β⁻	25 Na	1/2+
26 Ne	10	16	26,000 516 ± (20)	197 ± (2) мс	β⁻ (99,87 ± (3) %)	26 Na	0+
26 Ne	10	16	26,000 516 ± (20)	197 ± (2) мс	β⁻n (0,13 ± (3) %)	25 Na	0+
27 Ne	10	17	27,007 570 ± (100)	30,9 ± (1,1) мс	β⁻ (98,0 ± (5) %)	27 Na	(3/2+)
					β⁻n (2,0 ± (5) %)	26 Na
					β⁻2n ?^{[n 1]}	25 Na ?
28 Ne	10	18	28,012 130 ± (140)	18,8 ± (2) мс	β⁻ (84,3 ± (1,1) %)	28 Na	0+
					β⁻n (12 ± (1) %)	27 Na
					β⁻2n (3,7 ± (5) %)	26 Na
29 Ne	10	19	29,019 750 ± (160)	14,7 ± (4) мс	β⁻ (68,0 ± (5,1) %)	29 Na	(3/2−)
					β⁻n (28 ± (5) %)	28 Na
					β⁻2n (4 ± (1) %)	27 Na
30 Ne	10	20	30,024 990 ± (270)	7,22 ± (18) мс	β⁻ (78,1 ± (4,6) %)	30 Na	0+
					β⁻n (13 ± (4) %)	29 Na
					β⁻2n (8,9 ± (2,3) %)	28 Na
31 Ne	10	21	31,033 470 ± (290)	3,4 ± (8) мс	β⁻	31 Na	(3/2−)
					β⁻n ?^{[n 1]}	30 Na ?
					β⁻2n ?^{[n 1]}	29 Na ?
32 Ne	10	22	32,039 720 ± (540)#	3,5 ± (9) мс	β⁻	32 Na	0+
					β⁻n ?^{[n 1]}	31 Na ?
					β⁻2n ?^{[n 1]}	30 Na ?
33 Ne	10	23	33,049 520 ± (640)#	< 260 нс	n ?^{[n 1]}	32 Ne	7/2−#
34 Ne	10	24	34,056 730 ± (550)#	2 мс# [> 1,5 мкс]	β⁻ ?^{[n 1]}	34 Na	0+
					β⁻2n ?^{[n 1]}	32 Ne ?
					β⁻n ?^{[n 1]}	33 Ne ?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Этот канал распада был теоретически предположен, но не был экспериментально обнаружен.

Пояснения к таблице

Распространённость изотопов приведена для земной атмосферы. Для других источников значения могут сильно отличаться.

Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада.

Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

↑ Isotopes of neon (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: 8 июля 2009. Архивировано 1 мая 2009 года.
↑ Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // [web.archive.org/web/20120905111329/publ.lib.ru/ARCHIVES/F/FINKEL'SHTEYN_David_Naumovich/_Finkel'shteyn_D.N..html Инертные газы]. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 83. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
↑ Данные приведены по Meng Wang, Huang W. J., Kondev F. G., Audi G., Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 43, iss. 3. — P. 030003-1—030003-512. — doi:10.1088/1674-1137/abddaf.
1 2 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.
↑ Wamers, F.; Marganiec, J.; Aksouh, F.; Aksyutina, Yu.; Álvarez-Pol, H.; Aumann, T.; Beceiro-Novo, S.; Boretzky, K.; Borge, M. J. G.; Chartier, M.; Chatillon, A.; Chulkov, L. V.; Cortina-Gil, D.; Emling, H.; Ershova, O.; Fraile, L. M.; Fynbo, H. O. U.; Galaviz, D.; Geissel, H.; Heil, M.; Hoffmann, D. H. H.; Johansson, H. T.; Jonson, B.; Karagiannis, C.; Kiselev, O. A.; Kratz, J. V.; Kulessa, R.; Kurz, N.; Langer, C.; Lantz, M.; Le Bleis, T.; Lemmon, R.; Litvinov, Yu. A.; Mahata, K.; Müntz, C.; Nilsson, T.; Nociforo, C.; Nyman, G.; Ott, W.; Panin, V.; Paschalis, S.; Perea, A.; Plag, R.; Reifarth, R.; Richter, A.; Rodriguez-Tajes, C.; Rossi, D.; Riisager, K.; Savran, D.; Schrieder, G.; Simon, H.; Stroth, J.; Sümmerer, K.; Tengblad, O.; Weick, H.; Wimmer, C.; Zhukov, M. V. (2014-04-04). First Observation of the Unbound Nucleus ¹⁵Ne (PDF). Physical Review Letters. 112 (13): 132502. doi:10.1103/PhysRevLett.112.132502. Архивировано (PDF) 20 января 2022. Дата обращения: 26 апреля 2022 — APS.
1 2 3 Meija, Juris; Coplen, Tyler B.; Berglund, Michael; Brand, Willi A.; Bièvre, Paul De; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Irrgeher, Johanna; Loss, Robert D.; Walczyk, Thomas; Prohaska, Thomas (1 марта 2016). Isotopic compositions of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry (англ.). 88 (3): 293–306. doi:10.1515/pac-2015-0503. ISSN 1365-3075. Архивировано 26 апреля 2022. Дата обращения: 26 апреля 2022.

[decay_mode_1-7] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Этот канал распада был теоретически предположен, но не был экспериментально обнаружен.

[isotopes-1] Isotopes of neon (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: 8 июля 2009. Архивировано 1 мая 2009 года.

[filkenstein4-2] Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // [web.archive.org/web/20120905111329/publ.lib.ru/ARCHIVES/F/FINKEL'SHTEYN_David_Naumovich/_Finkel'shteyn_D.N..html Инертные газы]. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 83. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.

[AME2016-3] Данные приведены по Meng Wang, Huang W. J., Kondev F. G., Audi G., Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 43, iss. 3. — P. 030003-1—030003-512. — doi:10.1088/1674-1137/abddaf.

[Nubase2016-4] 1 2 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.

[Ne15-5] Wamers, F.; Marganiec, J.; Aksouh, F.; Aksyutina, Yu.; Álvarez-Pol, H.; Aumann, T.; Beceiro-Novo, S.; Boretzky, K.; Borge, M. J. G.; Chartier, M.; Chatillon, A.; Chulkov, L. V.; Cortina-Gil, D.; Emling, H.; Ershova, O.; Fraile, L. M.; Fynbo, H. O. U.; Galaviz, D.; Geissel, H.; Heil, M.; Hoffmann, D. H. H.; Johansson, H. T.; Jonson, B.; Karagiannis, C.; Kiselev, O. A.; Kratz, J. V.; Kulessa, R.; Kurz, N.; Langer, C.; Lantz, M.; Le Bleis, T.; Lemmon, R.; Litvinov, Yu. A.; Mahata, K.; Müntz, C.; Nilsson, T.; Nociforo, C.; Nyman, G.; Ott, W.; Panin, V.; Paschalis, S.; Perea, A.; Plag, R.; Reifarth, R.; Richter, A.; Rodriguez-Tajes, C.; Rossi, D.; Riisager, K.; Savran, D.; Schrieder, G.; Simon, H.; Stroth, J.; Sümmerer, K.; Tengblad, O.; Weick, H.; Wimmer, C.; Zhukov, M. V. (2014-04-04). First Observation of the Unbound Nucleus ¹⁵Ne (PDF). Physical Review Letters. 112 (13): 132502. doi:10.1103/PhysRevLett.112.132502. Архивировано (PDF) 20 января 2022. Дата обращения: 26 апреля 2022 — APS.

[Isotopic_Composition_of_Elements-6] 1 2 3 Meija, Juris; Coplen, Tyler B.; Berglund, Michael; Brand, Willi A.; Bièvre, Paul De; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Irrgeher, Johanna; Loss, Robert D.; Walczyk, Thomas; Prohaska, Thomas (1 марта 2016). Isotopic compositions of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry (англ.). 88 (3): 293–306. doi:10.1515/pac-2015-0503. ISSN 1365-3075. Архивировано 26 апреля 2022. Дата обращения: 26 апреля 2022.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[n 1]