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Isótopos de berilio

El berilio ( 4 Be) tiene 11 isótopos conocidos y 3 isómeros conocidos , pero sólo uno de estos isótopos (9
Ser
) es estable y un nucleido primordial . Como tal, el berilio se considera un elemento monoisotópico . También es un elemento mononucleido , porque sus otros isótopos tienen vidas medias tan cortas que ninguno es primordial y su abundancia es muy baja ( el peso atómico estándar es9.012 1831 (5) ). El berilio es único por ser el único elemento monoisotópico con un número par de protones y un número impar de neutrones. Hay otros 25 elementos monoisotópicos, pero todos tienen números atómicos impares y números pares de neutrones.

De los 10 radioisótopos del berilio, los más estables son10
Ser
con una vida media de1.387(12) millones de años [nb 1] y7
Ser
con una vida media de53.22(6)d . Todos los demás radioisótopos tienen vidas medias inferiores.15 s , la mayoría por debajo30 milisegundos . El isótopo menos estable esdieciséis
Ser
, con una vida media de650(130) yoctosegundos .

La relación 1:1 neutrones-protones que se observa en los isótopos estables de muchos elementos ligeros (hasta el oxígeno y en elementos con número atómico par hasta el calcio ) se ve impedida en el berilio por la extrema inestabilidad de8Serhacia la desintegración alfa , que se ve favorecida debido a la unión extremadamente estrecha de4Élnúcleos. La vida media de descomposición de8
Ser
es solo81,9(3,7) attosegundos .

Se impide que el berilio tenga un isótopo estable con 4 protones y 6 neutrones debido al gran desajuste en la relación neutrones-protones para un elemento tan ligero. Sin embargo, este isótopo,10
Ser
, tiene una vida media de1,387(12) millones de años [nb 1] , lo que indica una estabilidad inusual para un isótopo ligero con un desequilibrio tan grande entre neutrones y protones. Otros posibles isótopos de berilio tienen desajustes aún más graves en el número de neutrones y protones y, por tanto, son incluso menos estables.

Mayoría9
Ser
Se cree que en el universo se formó por nucleosíntesis de rayos cósmicos a partir de la espalación de rayos cósmicos en el período comprendido entre el Big Bang y la formación del Sistema Solar. los isótopos7
Ser
, con una vida media de53.22(6)d , y10
Ser
Ambos son nucleidos cosmogénicos porque se forman en una escala de tiempo reciente en el Sistema Solar por espalación, [4] como14C.

Lista de isótopos

  1. ^ m Be - Isómero nuclear excitado .
  2. ^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
  3. ^ # – Masa atómica marcada #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de Mass Surface (TMS).
  4. ^ Modos de descomposición:
  5. ^ Símbolo en negrita como hijo: el producto hijo es estable.
  6. ^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
  7. ^ Este isótopo aún no se ha observado; Los datos dados se infieren o estiman a partir de tendencias periódicas.
  8. ^ abc El modo de desintegración que se muestra está energéticamente permitido, pero no se ha observado experimentalmente que ocurra en este nucleido.
  9. ↑ Producido en la nucleosíntesis del Big Bang , pero no primordial, ya que todo se descompuso rápidamente a 7 Li .
  10. ^ ab nucleido cosmogénico
  11. ^ Producto intermedio del proceso triple alfa en la nucleosíntesis estelar como parte del camino que produce 12 C
  12. ^ También suele considerarse fisión espontánea , como8
    Ser
    se divide en dos iguales4
    Él
    núcleos
  13. ^ Tiene 1 halo de neutrones
  14. ^ Tiene 4 halo de neutrones

Berilio-7

El berilio-7 es un isótopo con una vida media de 53,3 días que se genera de forma natural como un nucleido cosmogénico. [4] El ritmo al que los de corta duración7
Ser
La transferencia del aire al suelo está controlada en parte por el clima.7
Ser
La desintegración del Sol es una de las fuentes de neutrinos solares y el primer tipo jamás detectado mediante el experimento Homestake . Presencia de7
Ser
en los sedimentos se utiliza a menudo para establecer que son frescos, es decir, que tienen menos de 3 a 4 meses de edad, o aproximadamente dos vidas medias de7
Ser
. [6]

La tasa de entrega de7
Ser
del aire a la tierra en Japón [6]

Berilio-10

Gráfico que muestra las variaciones en la actividad solar, incluida la variación en la concentración de 10 Be, que varía inversamente con la actividad solar. (Tenga en cuenta que la escala de berilio está invertida, por lo que los aumentos en esta escala indican niveles más bajos de berilio-10).

El berilio-10 tiene una vida media de1,39 × 10 6  y , y decae por desintegración beta a boro-10 estable con una energía máxima de 556,2 keV. [7] [8] Se forma en la atmósfera de la Tierra principalmente por espalación de nitrógeno y oxígeno por rayos cósmicos . [9] [10] [11] 10 Be y su producto hijo se han utilizado para examinar la erosión del suelo , la formación del suelo a partir del regolito , el desarrollo de suelos lateríticos y la edad de los núcleos de hielo . [12] 10 Be es un isótopo importante utilizado como medida de datos indirectos de nucleidos cosmogénicos para caracterizar atributos solares y extrasolares del pasado a partir de muestras terrestres. [13]

cadenas de descomposición

La mayoría de los isótopos de berilio dentro de las líneas de goteo de protones/neutrones se desintegran mediante desintegración beta y/o una combinación de desintegración beta y alfa o emisión de neutrones. Sin embargo,7
Ser
se desintegra sólo mediante captura de electrones , fenómeno al que se puede atribuir su vida media inusualmente larga. En particular, su vida media se puede reducir artificialmente en un 0,83% mediante un recinto endoédrico ( 7 Be@C 60 ). [14] También es anómalo8
Ser
, que decae mediante desintegración alfa a4
Él
. Esta desintegración alfa a menudo se considera fisión, lo que podría explicar su extremadamente corta vida media.

Notas

  1. ^ abc Tenga en cuenta que NUBASE2020 utiliza el año tropical para convertir entre años y otras unidades de tiempo, no el año gregoriano . La relación entre años y otras unidades de tiempo en NUBASE2020 es la siguiente: 1 y = 365,2422 d = 31 556 926 s

Referencias

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  2. ^ "Pesos atómicos estándar: berilio". CIAAW . 2013.
  3. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, propinas; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (4 de mayo de 2022). "Pesos atómicos estándar de los elementos 2021 (Informe técnico IUPAC)". Química Pura y Aplicada . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
  4. ^ ab Mishra, Ritesh Kumar; Marhas, Kuljeet Kaur (25 de marzo de 2019). "Evidencia meteorítica de una superllamarada tardía como fuente de 7 Be en el Sistema Solar temprano". Astronomía de la Naturaleza . 3 (6): 498–505. Código Bib : 2019NatAs...3..498M. doi :10.1038/s41550-019-0716-0. ISSN  2397-3366. S2CID  126552874.
  5. ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "La evaluación de la masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Física China C. 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
  6. ^ ab Yamamoto, Masayoshi; Sakaguchi, Aya; Sasaki, Keiichi; Hirose, Katsumi; Igarashi, Yasuhito; Kim, Chang Kyu (enero de 2006). "Variación estacional y espacial de la deposición atmosférica de 210Pb y 7Be: características de la costa japonesa del Mar de Japón". Revista de radiactividad ambiental . 86 (1): 110-131. doi :10.1016/j.jenvrad.2005.08.001. PMID  16181712.
  7. ^ G. Korschinek; A. Bergmaier; T. Faestermann; Universidad de California Gerstmann (2010). "Un nuevo valor para la vida media de 10 Be mediante detección de retroceso elástico de iones pesados ​​y recuento de centelleo de líquidos". Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física Sección B: Interacciones de haces con materiales y átomos . 268 (2): 187–191. Código Bib : 2010NIMPB.268..187K. doi :10.1016/j.nimb.2009.09.020.
  8. ^ J. Chmeleff; F. von Blanckenburg; K. Kossert; D. Jakob (2010). "Determinación de la vida media del 10Be mediante ICP-MS multicolector y recuento de centelleo líquido". Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física Sección B: Interacciones de haces con materiales y átomos . 268 (2): 192-199. Código Bib : 2010NIMPB.268..192C. doi :10.1016/j.nimb.2009.09.012.
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  13. ^ Paleari, Chiara I.; F. Mekhaldi; F. Adolfo; M. Christl; C. Vockenhuber; P. Gautschi; J. Cerveza; N. Brehm; T. Erhardt; JA. Sinal; L. Wacker; F. Wilhelms; R. Muscheler (2022). "Los radionucleidos cosmogénicos revelan una tormenta extrema de partículas solares cerca de un mínimo solar hace 9125 años antes de Cristo". Nat. Comunitario . 13 (214): 214. Código Bib : 2022NatCo..13..214P. doi : 10.1038/s41467-021-27891-4 . PMC 8752676 . PMID  35017519. 
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