Изотопы молибдена (N[kmkhd bklnQ;yug)

Изотопы молибдена — разновидности атомов (и ядер) химического элемента молибдена, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

Природный молибден состоит из семи изотопов: ⁹²Мо (доля в природном молибдене 15,86 % по массе),⁹⁴Мо (9,12 %), ⁹⁵Мо (15,70),⁹⁶Мо (16,50 %), ⁹⁷Мо (9,45 %), ⁹⁸Мо (23,75) и ¹⁰⁰Мо (9,62 %). Изотоп ¹⁰⁰Мо не является стабильным, его период полураспада ~10¹⁹ лет. Самым долгоживущим искусственным радиоизотопом является ⁹³Мо с периодом полураспада 4000 лет.

Молибден-99

Изотоп ⁹⁹Мо является родительским изотопом для ^99mTc, получившего широкое распространение в медицинской диагностике.^[1]^[2] Очень короткое время жизни ^99mTc вынуждает получать его непосредственно на месте проведения медицинской процедуры. Для этого используются так называемые генераторы технеция — установки с особым образом подготовленным препаратом ⁹⁹Мо, из которого химическим способом извлекают образовавшийся ^99mTc. Сегодня рынок медицинского технеция исчисляется десятками миллионов процедур и миллиардами долларов в год.^[1]

⁹⁹Мо присутствует в цепочке деления урана-235 в количестве ~6 %.^[1]^[2] Химическое извлечение молибдена из продуктов деления урана-235 сегодня самый популярный способ получения этого изотопа. Для этого уран-235 облучают нейтронами в ядерном реакторе и потом перерабатывают в радиохимических лабораториях. Сегодня наработка ⁹⁹Мо потребляет десятки килограмм высокообогащенного оружейного урана в год и создает большое количество радиоактивных отходов химической переработки мишеней.^[1]^[2]

Другим способом получения ⁹⁹Мо является облучение нейтронами в реакторе мишеней из стабильного изотопа ⁹⁸Мо по схеме ⁹⁸Мо(n,γ)⁹⁹Мо.^[2] Однако при этом невозможно отделить материал мишени от наработанного ⁹⁹Мо и удельная активность продукта невысока. Этот способ не получил распространения. Известны другие способы синтеза ⁹⁹Мо, например из ¹⁰⁰Мо по схеме (n,2n).^[2]

На 2010 год производство ⁹⁹Мо сконцентрировано в Евросоюзе (45 %), Канаде (40 %), ЮАР (10 %).^[1] Основные потребители США (43 %), ЕС (26 %), Япония (17 %). Большие усилия по выходу на рынок предпринимают Австралия и Россия. В СССР ⁹⁹Мо начали нарабатывать в 1985 году.^[1] В рамках проекта комиссии при президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики на период до 2020 года в России в 2010 году построено современное производство ⁹⁹Мо. 70 % произведенного ⁹⁹Мо экспортируется. В 2017 году доля РФ на рынке ⁹⁹Мо достигла 10 %. В ближайшие годы планируется продолжить увеличение объёмов производства, для чего строится новый ядерно-химический комплекс «Аргус-М» в Сарове.^[3]

Таблица изотопов молибдена

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа^[4] (а. е. м.)	Период полураспада^[5] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[5]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Символ нуклида	Энергия возбуждения			Период полураспада^[5] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[5]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
⁸³Mo	42	41	82,94874(54)#	23(19) мс [6(+30-3) мс]	β⁺	⁸³Nb	3/2−#
⁸³Mo	42	41	82,94874(54)#	23(19) мс [6(+30-3) мс]	β⁺, p	⁸²Zr	3/2−#
⁸⁴Mo	42	42	83,94009(43)#	3,8(9) мс [3,7(+10-8) с]	β⁺	⁸⁴Nb	0+
⁸⁵Mo	42	43	84,93655(30)#	3,2(2) с	β⁺	⁸⁵Nb	(1/2−)#
⁸⁶Mo	42	44	85,93070(47)	19,6(11) с	β⁺	⁸⁶Nb	0+
⁸⁷Mo	42	45	86,92733(24)	14,05(23) с	β⁺ (85 %)	⁸⁷Nb	7/2+#
⁸⁷Mo	42	45	86,92733(24)	14,05(23) с	β⁺, p (15 %)	⁸⁶Zr	7/2+#
⁸⁸Mo	42	46	87,921953(22)	8,0(2) мин	β⁺	⁸⁸Nb	0+
⁸⁹Mo	42	47	88,919480(17)	2,11(10) мин	β⁺	⁸⁹Nb	(9/2+)
^89mMo	387,5(2) кэВ			190(15) мс	ИП	⁸⁹Mo	(1/2−)
⁹⁰Mo	42	48	89,913937(7)	5,56(9) ч	β⁺	⁹⁰Nb	0+
^90mMo	2874,73(15) кэВ			1,12(5) мкс			8+#
⁹¹Mo	42	49	90,911750(12)	15,49(1) мин	β⁺	⁹¹Nb	9/2+
^91mMo	653,01(9) кэВ			64,6(6) с	ИП (50,1 %)	⁹¹Mo	1/2−
^91mMo	653,01(9) кэВ			64,6(6) с	β⁺ (49,9 %)	⁹¹Nb	1/2−
⁹²Mo	42	50	91,906811(4)	стабилен (>1,9⋅10²⁰ лет)^{[n 1]}^[6]			0+	0,14649(106)
^92mMo	2760,46(16) кэВ			190(3) нс			8+
⁹³Mo	42	51	92,906813(4)	4000(800) лет	ЭЗ	⁹³Nb	5/2+
^93mMo	2424,89(3) кэВ			6,85(7) ч	ИП (99,88 %)	⁹³Mo	21/2+
^93mMo	2424,89(3) кэВ			6,85(7) ч	β⁺ (0,12 %)	⁹³Nb	21/2+
⁹⁴Mo	42	52	93,9050883(21)	стабилен			0+	0,09187(33)
⁹⁵Mo	42	53	94,9058421(21)	стабилен			5/2+	0,15873(30)
⁹⁶Mo	42	54	95,9046795(21)	стабилен			0+	0,16673(30)
⁹⁷Mo	42	55	96,9060215(21)	стабилен			5/2+	0,09582(15)
⁹⁸Mo	42	56	97,90540482(21)	стабилен(>10¹⁴ лет)^{[n 2]}^[6]			0+	0,24292(80)
⁹⁹Mo	42	57	98,9077119(21)	2,7489(6) сут	β⁻	^99mTc	1/2+
^99m1Mo	97,785(3) кэВ			15,5(2) мкс			5/2+
^99m2Mo	684,5(4) кэВ			0,76(6) мкс			11/2−
¹⁰⁰Mo	42	58	99,907477(6)	7,07(14)⋅10¹⁸ лет^[6]	β⁻β⁻	¹⁰⁰Ru	0+	0,09744(65)
¹⁰¹Mo	42	59	100,910347(6)	14,61(3) мин	β⁻	¹⁰¹Tc	1/2+
¹⁰²Mo	42	60	101,910297(22)	11,3(2) мин	β⁻	¹⁰²Tc	0+
¹⁰³Mo	42	61	102,91321(7)	67,5(15) с	β⁻	¹⁰³Tc	(3/2+)
¹⁰⁴Mo	42	62	103,91376(6)	60(2) с	β⁻	¹⁰⁴Tc	0+
¹⁰⁵Mo	42	63	104,91697(8)	35,6(16) с	β⁻	¹⁰⁵Tc	(5/2−)
¹⁰⁶Mo	42	64	105,918137(19)	8,73(12) с	β⁻	¹⁰⁶Tc	0+
¹⁰⁷Mo	42	65	106,92169(17)	3,5(5) с	β⁻	¹⁰⁷Tc	(7/2−)
^107mMo	66,3(2) кэВ			470(30) нс			(5/2−)
¹⁰⁸Mo	42	66	107,92345(21)#	1,09(2) с	β⁻	¹⁰⁸Tc	0+
¹⁰⁹Mo	42	67	108,92781(32)#	0,53(6) с	β⁻	¹⁰⁹Tc	(7/2−)#
¹¹⁰Mo	42	68	109,92973(43)#	0,27(1) с	β⁻ (>99,9 %)	¹¹⁰Tc	0+
¹¹⁰Mo	42	68	109,92973(43)#	0,27(1) с	β⁻, n (<0,1 %)	¹⁰⁹Tc	0+
¹¹¹Mo	42	69	110,93441(43)#	200# мс [>300 нс]	β⁻	¹¹¹Tc
¹¹²Mo	42	70	111,93684(64)#	150# мс [>300 нс]	β⁻	¹¹²Tc	0+
¹¹³Mo	42	71	112,94188(64)#	100# мс [>300 нс]	β⁻	¹¹³Tc
¹¹⁴Mo	42	72	113,94492(75)#	80# мс [>300 нс]			0+
¹¹⁵Mo	42	73	114,95029(86)#	60# мс [>300 нс]

↑ Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ⁹²Zr
↑ Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ⁹⁸Ru

Пояснения к таблице

Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. 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. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.

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

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Новое предложение России для мировой ядерной медицины (рус.). geoenergetics.ru. Дата обращения: 23 апреля 2022. Архивировано 11 февраля 2018 года.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЦИОННОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99М НА ОСНОВЕ АКТИВАЦИОННОГО 99Мо (рус.). elar.urfu.ru. Дата обращения: 23 апреля 2022. Архивировано 17 ноября 2021 года.
↑ Неусыпный страж на службе Росатома (рус.). geoenergetics.ru. Дата обращения: 23 апреля 2022. Архивировано 10 февраля 2018 года.
↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
↑ ¹ ² Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.
↑ ¹ ² ³ 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.

[6] Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ⁹²Zr

[8] Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ⁹⁸Ru

[geo1-1] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Новое предложение России для мировой ядерной медицины (рус.). geoenergetics.ru. Дата обращения: 23 апреля 2022. Архивировано 11 февраля 2018 года.

[urfu-2] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЦИОННОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕХНЕЦИЯ-99М НА ОСНОВЕ АКТИВАЦИОННОГО 99Мо (рус.). elar.urfu.ru. Дата обращения: 23 апреля 2022. Архивировано 17 ноября 2021 года.

[geo-3] Неусыпный страж на службе Росатома (рус.). geoenergetics.ru. Дата обращения: 23 апреля 2022. Архивировано 10 февраля 2018 года.

[AME2003-4] Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.

[Nubase2003-5] ¹ ² Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.

[Nubase2020-7] ¹ ² ³ 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[n 1]

[6]

[n 2]