Изотопы протактиния

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

Самый долгоживущий и наиболее распространенный (почти 100 %) изотоп протактиния, встречающийся в природе, протактиний-231, имеет период полураспада 32 760 лет и является продуктом распада урана-235. Гораздо меньшие следовые количества короткоживущего протактиния-234 и его ядерного изомера протактиния-234m встречаются в цепи распада урана-238. Протактиний-233 является результатом распада тория-233; этот распад используется для производства урана-233 путем нейтронного облучения тория-232. Он является нежелательным промежуточным продуктом в ядерных реакторах на основе тория и поэтому удаляется из активной зоны реактора во время процесса разведения. Анализ относительных концентраций различных изотопов урана, тория и протактиния в воде и минералах используется в радиоизотопном датировании отложений, возраст которых составляет до 175 000 лет, и при моделировании различных геологических процессов.

Таблица изотопов протактиния

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
211Pa[3]		91	120		3,8(+4,6−1,4) мс	α	207Ac	9/2−#
212Pa		91	121	212,02320(8)	8(5) мс [5,1(+61−19) мс]	α	208Ac	7+#
213Pa		91	122	213,02111(8)	7(3) мс [5,3(+40−16) мс]	α	209Ac	9/2−#
214Pa		91	123	214,02092(8)	17(3) мс	α	210Ac
215Pa		91	124	215,01919(9)	14(2) мс	α	211Ac	9/2−#
216Pa		91	125	216,01911(8)	105(12) мс	α (80%)	212Ac
						β+ (20%)	216Th
217Pa		91	126	217,01832(6)	3,48(9) мс	α	213Ac	9/2−#
217mPa		1860(7) кэВ			1,08(3) мс	α	213Ac	29/2+#
						ИП (редко)	217Pa
218Pa		91	127	218,020042(26)	0,113(1) мс	α	214Ac
219Pa		91	128	219,01988(6)	53(10) нс	α	215Ac	9/2−
						β+ (5⋅10−9%)	219Th
220Pa		91	129	220,02188(6)	780(160) нс	α	216Ac	1−#
220m1Pa[4]		34(26) кэВ			308(+250-99) нс	α	216Ac
220m2Pa[4]		297(65) кэВ			69(+330-30) нс	α	216Ac
221Pa		91	130	221,02188(6)	4,9(8) мкс	α	217Ac	9/2−
222Pa		91	131	222,02374(8)#	3,2(3) мс	α	218Ac
223Pa		91	132	223,02396(8)	5,1(6) мс	α	219Ac
						β+ (0,001%)	223Th
224Pa		91	133	224,025626(17)	844(19) мс	α (99,9%)	220Ac	5−#
						β+ (0,1%)	224Th
225Pa		91	134	225,02613(8)	1,7(2) с	α	221Ac	5/2−#
226Pa		91	135	226,027948(12)	1,8(2) мин	α (74%)	222Ac
						β+ (26%)	226Th
227Pa		91	136	227,028805(8)	38,3(3) мин	α (85%)	223Ac	(5/2−)
						ЭЗ (15%)	227Th
228Pa		91	137	228,031051(5)	22(1) ч	β+ (98,15%)	228Th	3+
						α (1,85%)	224Ac
229Pa		91	138	229,0320968(30)	1,50(5) сут	ЭЗ (99,52%)	229Th	(5/2+)
						α (0,48%)	225Ac
229mPa		11,6(3) кэВ			420(30) нс			3/2−
230Pa		91	139	230,034541(4)	17,4(5) сут	β+ (91,6%)	230Th	(2−)
						β− (8,4%)	230U
						α (0,00319%)	226Ac
231Pa	Протактиний	91	140	231,0358840(24)	3,276(11)⋅104 лет	α	227Ac	3/2−	1,0000[n 1]
						КР (1,34⋅10−9%)	207Tl 24Ne
						СД (3⋅10−10%)	(разные)
						КР (10−12%)	208Pb 23F
232Pa		91	141	232,038592(8)	1,31(2) сут	β−	232U	(2−)
						ЭЗ (0,003%)	232Th
233Pa		91	142	233,0402473(23)	26,975(13) сут	β−	233U	3/2−
234Pa	Уран Z	91	143	234,043308(5)	6,70(5) ч	β−	234U	4+	следовые количества[n 2]
						СД (3⋅10−10%)	(разные)
234mPa	Уран X2 Бревий	78(3) кэВ			1,17(3) мин	β− (99,83%)	234U	(0−)	следовые количества[n 2]
						ИП (0,16%)	234Pa
						СД (10−10%)	(разные)
235Pa		91	144	235,04544(5)	24,44(11) мин	β−	235U	(3/2−)
236Pa		91	145	236,04868(21)	9,1(1) мин	β−	236U	1(−)
						β−, СД (6⋅10−8%)	(разные)
237Pa		91	146	237,05115(11)	8,7(2) мин	β−	237U	(1/2+)
238Pa		91	147	238,05450(6)	2,27(9) мин	β−	238U	(3−)#
						β−, СД (2,6⋅10−6%)	(разные)
239Pa		91	148	239,05726(21)#	1,8(5) ч	β−	239U	(3/2)(−#)
240Pa		91	149	240,06098(32)#	2# мин	β−	240U

1. Промежуточный продукт распада урана-235
2. Промежуточный продукт распада урана-238

Пояснения к таблице

• 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.