Изотопы тория

Изотопы то́рия — разновидности химического элемента тория, имеющие разное количество нейтронов в ядре. На данный момент известны 30 изотопов тория и еще 3 возбуждённых изомерных состояния некоторых его нуклидов.

Торий не имеет стабильных изотопов, однако изотоп торий-232 обладает очень большим периодом полураспада (14 миллиардов лет) и потому встречается в природе. Некоторые из других изотопов тория могут встречаться в природных образцах в следовых количествах, так как входят в радиоактивные ряды природных изотопов урана и тория.

На заре развития ядерных технологий некоторые из изотопов тория получили имена собственные:

• радиоактиний ^227Th
• радиоторий ^228Th
• ионий ^230Th
• уран Y ^231Th
• уран X1 ^234Th

Таблица изотопов тория

Символ нуклида	Историческое название	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[1] (а. е. м.)	Период полураспада[2] (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[2]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
		Энергия возбуждения
^208Th[3]		90	118	208,01791(4)	2,4(1,2) мс	α	^204Ra	0+
^209Th		90	119	209,01772(11)	60# ms	α?	^205Ra	5/2−#
						β^+?	^209Ac
^209mTh[4]		370(100)# кэВ			3,1(1,2) мс	α	^205mRa	13/2+
^210Th		90	120	210,015075(27)	16,0(3,6) мс	α	^206Ra	0+
						β^+?	^210Ac
^211Th		90	121	211,01493(8)	48(20) мс	α	^207Ra	5/2−#
						β^+?	^211Ac
^212Th		90	122	212,01298(2)	31,7(1,3) мс	α (≈100 %)	^208Ra	0+
						β^+?	^212Ac
^213Th		90	123	213,01301(8)	144(21) мс	α	^209Ra	5/2−
						β^+?	^213Ac
^213m1Th		1180,0(1,4) кэВ			1,4(0,4) мкс	ИП	^213Th	(13/2)+
^213m2Th		260(50)# кэВ
^214Th		90	124	214,011500(18)	87(10) мс	α	^210Ra	0+
^214mTh		2181,0(2,7) кэВ			1,24(0,12) мкс	ИП	^214Th	8+#
^215Th		90	125	215,011730(29)	1,35(0,14) с	α	^211Ra	(1/2−)
^215mTh		1471(50)# кэВ			770(60) нс	ИП	^215Th	9/2+#
^216Th		90	126	216,011062(14)	26,28(16) мс	α (≈100 %)	^212Ra	0+
						β^+?	^216Ac
^216m1Th		2041(8) кэВ			135,4(2,9) мкс	ИП (97,2(9) %)	^216Th	8+
						α (2,8(9) %)	^212mRa
^216m2Th		2648(8) кэВ			580(26) нс	ИП	^216Th	(11−)
^216m3Th		3682(8) кэВ			740(70) нс	ИП	^216Th	(14+)
^217Th		90	127	217,013114(22)	240(5) мкс	α	^213Ra	(9/2+)
^218Th		90	128	218,013284(14)	109(13) нс	α	^214Ra	0+
^219Th		90	129	219,01554(5)	1,05(3) мкс	α	^215Ra	9/2+#
						β^+ (10^−7%)	^219Ac
^220Th		90	130	220,015748(24)	9,7(6) мкс	α	^216Ra	0+
						ЭЗ (2⋅10^−7%)	^220Ac
^221Th		90	131	221,018184(10)	1,73(3) мс	α	^217Ra	(7/2+)
^222Th		90	132	222,018468(13)	2,237(13) мс	α	^218Ra	0+
						ЭЗ (1,3⋅10^−8%)	^222Ac
^223Th		90	133	223,020811(10)	0,60(2) с	α	^219Ra	(5/2)+
^224Th		90	134	224,021467(12)	1,05(2) с	α	^220Ra	0+
						β^+β^+ (редко)	^224Ra
						КР (редко)	^208Pb ^16O
^225Th		90	135	225,023951(5)	8,72(4) мин	α (90 %)	^221Ra	(3/2)+
						ЭЗ (10 %)	^225Ac
^226Th		90	136	226,024903(5)	30,57(10) мин	α	^222Ra	0+
^227Th	Радиоактиний	90	137	227,0277041(27)	18,68(9) сут	α	^223Ra	1/2+	следовые количества[n 1]
^228Th	Радиоторий	90	138	228,0287411(24)	1,9116(16) года	α	^224Ra	0+	следовые количества[n 2]
						КР (1,3⋅10^−11%)	^208Pb ^20O
^229Th		90	139	229,031762(3)	7,34(16)⋅10^3 лет	α	^225Ra	5/2+
^229mTh		8,35574(3)  эВ[5]			7(1)  мкс[6]	ВК	^229Th^+	3/2+
^229mTh^+		8,35574(3)  эВ[5]			1740(50) с[5][n 3]	ИП	^229Th^+	3/2+
^230Th	Ионий	90	140	230,0331338(19)	7,538(30)⋅10^4 лет	α	^226Ra	0+	0,0002(2)[n 4]
						КР (5,6⋅10^−11%)	^206Hg ^24Ne
						СД (5⋅10^−11%)	(разные)
^231Th	Уран Y	90	141	231,0363043(19)	25,52(1) ч	β^−	^231Pa	5/2+	следовые количества[n 1]
						α (10^−8%)	^227Ra
^232Th	Торий	90	142	232,0380553(21)	1,405(6)⋅10^10 лет	α	^228Ra	0+	0,9998(2)
						β^−β^− (не наблюдался)	^232U
						СД (1,1⋅10^−9%)	(разные)
						КР (<2,78⋅10^−10%)	^182Yb ^26Ne ^24Ne
^233Th		90	143	233,0415818(21)	21,83(4) мин	β^−	^233Pa	1/2+
^234Th	Уран X1	90	144	234,043601(4)	24,10(3) сут	β^−	^234mPa	0+	следовые количества[n 4]
^235Th		90	145	235,04751(5)	7,2(1) мин	β^−	^235Pa	(1/2+)#
^236Th		90	146	236,04987(21)#	37,5(2) мин	β^−	^236Pa	0+
^237Th		90	147	237,05389(39)#	4,8(5) мин	β^−	^237Pa	5/2+#
^238Th		90	148	238,0565(3)#	9,4(20) мин	β^−	^238Pa	0+

1. Промежуточный продукт распада урана-235
2. Промежуточный продукт распада тория-232
3. Указано расчётное время жизни (не период полураспада) уровня в вакууме; измеренное время жизни уровня в кристалле фторида кальция составило 630(15) с. Зависимость от окружения обусловлена разной плотностью состояний оптических фотонов в средах с разными показателями преломления.
4. Промежуточный продукт распада урана-238

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. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
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.
3. Cardona, J.A.H. Production and decay properties of neutron deficient isotopes with N < 126 and 74 ≤ Z ≤ 92 at SHIP  (неопр.). Goethe Universität Frankfury Allemagne (2012). Дата обращения: 3 февраля 2022. Архивировано 3 февраля 2022 года.
4. Ikezoe H. et al. Alpha decay of a new isotope of ^209Th (англ.) // Physical Review C. — 1996. — Vol. 54, iss. 4. — P. 2043–2046. — doi:10.1103/PhysRevC.54,2043. — Bibcode: 1996PhRvC..54.2043I. — PMID 9971554.
5. Tiedau J. et al. Laser Excitation of the Th-229 Nucleus (англ.) // Physical Review Letters. — 2024. — Vol. 132, iss. 18. — P. 182501. — ISSN 0031-9007. — doi:10.1103/PhysRevLett.132.182501.  [исправить]
6. Источник  (неопр.). Дата обращения: 7 мая 2024. Архивировано 7 мая 2024 года.