Isotop tantalum

Isotop utama tantalum

Iso­top Peluruhan kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk ^177Ta sintetis 56,56 jam ε ^177Hf ^178Ta sintetis 2,36 jam ε ^178Hf ^179Ta sintetis 1,82 thn ε ^179Hf ^180Ta sintetis 8,125 jam ε ^180Hf β^− ^180W ^180mTa 0,012% stabil ^181Ta 99,988% stabil ^182Ta sintetis 114,43 hri β^− ^182W ^183Ta sintetis 5,1 hri β^− ^183W
Berat atom standar Ar°(Ta)	180,94788±0,00002 180,95±0,01 (diringkas)[1]

Tantalum (₇₃Ta) yang terbentuk secara alami terdiri dari dua isotop stabil: ¹⁸¹Ta (99,988%) dan ^180mTa (0,012%).

Ada juga 35 radioisotop buatan yang diketahui, yang berumur paling panjang adalah ¹⁷⁹Ta dengan waktu paruh 1,82 tahun, ¹⁸²Ta dengan waktu paruh 114,43 hari, ¹⁸³Ta dengan waktu paruh 5,1 hari, dan ¹⁷⁷Ta dengan waktu paruh 56,56 jam. Semua isotop lain memiliki waktu paruh di bawah satu hari, kebanyakan di bawah satu jam. Ada juga banyak isomer, yang paling stabil (selain ^180mTa) adalah ^178m1Ta dengan waktu paruh 2,36 jam. Semua isotop dan isomer nuklir tantalum bersifat radioaktif atau stabil secara pengamatan, artinya mereka diprediksi radioaktif tetapi tidak ada peluruhan aktual yang teramati.

Tantalum telah diusulkan sebagai bahan "penggaraman" untuk senjata nuklir (kobalt adalah bahan penggaraman lain yang lebih dikenal). Sebuah jaket ¹⁸¹Ta, diiradiasi oleh fluks neutron berenergi tinggi yang intens dari senjata termonuklir yang meledak, akan berubah menjadi isotop radioaktif ¹⁸²Ta dengan waktu paruh 114,43 hari dan menghasilkan radiasi gama sekitar 1,13 MeV, yang secara signifikan meningkatkan radioaktivitas luruhan senjata untuk beberapa bulan. Senjata semacam itu tidak diketahui pernah dibuat, diuji, atau digunakan.^[2] Walaupun faktor konversi dari dosis serap (diukur dalam Gray) ke dosis efektif (diukur dalam Sievert) untuk sinar gama adalah 1 sedangkan 50 untuk radiasi alfa (yaitu, dosis gama 1 Gray setara dengan 1 Sievert sedangkan dosis alfa dari 1 Gray setara dengan 50 Sievert), sinar gama hanya dilemahkan oleh perisai, tidak dihentikan. Dengan demikian, partikel alfa memerlukan penggabungan untuk memiliki efek sementara sinar gama dapat memiliki efek hanya melalui kedekatan. Dalam istilah militer, ini memungkinkan senjata sinar gama untuk menolak area di kedua sisi selama dosisnya cukup tinggi, sedangkan kontaminasi radioaktif oleh pemancar alfa yang tidak melepaskan sejumlah besar sinar gama dapat dilawan dengan memastikan bahan tersebut tidak tergabung.

Daftar isotop

Nuklida [n 1]	Z	N	Massa isotop (Da) [n 2][n 3]	Waktu paruh [n 4]	Mode peluruhan [n 5]	Isotop anak [n 6][n 7]	Spin dan paritas [n 8][n 4]	Kelimpahan alami (fraksi mol)
	Energi eksitasi[n 4]							Proporsi normal	Rentang variasi
155Ta	73	82	154,97459(54)#	13(4) µdtk [12(+4−3) µdtk]			(11/2−)
156Ta	73	83	155,97230(43)#	144(24) mdtk	β^+ (95,8%)	^156Hf	(2−)
					p (4,2%)	^155Hf
156mTa	102(7) keV			0,36(4) dtk	p	^155Hf	9+
157Ta	73	84	156,96819(22)	10,1(4) mdtk	α (91%)	^153Lu	1/2+
					β^+ (9%)	^157Hf
157m1Ta	22(5) keV			4,3(1) mdtk			11/2−
157m2Ta	1593(9) keV			1,7(1) mdtk	α	^153Lu	(25/2−)
158Ta	73	85	157,96670(22)#	49(8) mdtk	α (96%)	^154Lu	(2−)
					β^+ (4%)	^158Hf
158mTa	141(9) keV			36,0(8) mdtk	α (93%)	^154Lu	(9+)
					IT	^158Ta
					β^+	^158Hf
159Ta	73	86	158,963018(22)	1,04(9) dtk	β^+ (66%)	^159Hf	(1/2+)
					α (34%)	^155Lu
159mTa	64(5) keV			514(9) mdtk	α (56%)	^155Lu	(11/2−)
					β^+ (44%)	^159Hf
160Ta	73	87	159,96149(10)	1,70(20) dtk	α	^156Lu	(2#)−
					β^+	^160Hf
160mTa	310(90)# keV			1,55(4) dtk	β^+ (66%)	^160Hf	(9)+
					α (34%)	^156Lu
161Ta	73	88	160,95842(6)#	3# dtk	β^+ (95%)	^161Hf	1/2+#
					α (5%)	^157Lu
161mTa	50(50)# keV			2,89(12) dtk			11/2−#
162Ta	73	89	161,95729(6)	3,57(12) dtk	β^+ (99,92%)	^162Hf	3+#
					α (0,073%)	^158Lu
163Ta	73	90	162,95433(4)	10,6(18) dtk	β^+ (99,8%)	^163Hf	1/2+#
					α (0,2%)	^159Lu
164Ta	73	91	163,95353(3)	14,2(3) dtk	β^+	^164Hf	(3+)
165Ta	73	92	164,950773(19)	31,0(15) dtk	β^+	^165Hf	5/2−#
165mTa	60(30) keV						9/2−#
166Ta	73	93	165,95051(3)	34,4(5) dtk	β^+	^166Hf	(2)+
167Ta	73	94	166,94809(3)	1,33(7) mnt	β^+	^167Hf	(3/2+)
168Ta	73	95	167,94805(3)	2,0(1) mnt	β^+	^168Hf	(2−,3+)
169Ta	73	96	168,94601(3)	4,9(4) mnt	β^+	^169Hf	(5/2+)
170Ta	73	97	169,94618(3)	6,76(6) mnt	β^+	^170Hf	(3)(+#)
171Ta	73	98	170,94448(3)	23,3(3) mnt	β^+	^171Hf	(5/2−)
172Ta	73	99	171,94490(3)	36,8(3) mnt	β^+	^172Hf	(3+)
173Ta	73	100	172,94375(3)	3,14(13) jam	β^+	^173Hf	5/2−
174Ta	73	101	173,94445(3)	1,14(8) jam	β^+	^174Hf	3+
175Ta	73	102	174,94374(3)	10,5(2) jam	β^+	^175Hf	7/2+
176Ta	73	103	175,94486(3)	8,09(5) jam	β^+	^176Hf	(1)−
176m1Ta	103,0(10) keV			1,1(1) mdtk	IT	^176Ta	(+)
176m2Ta	1372,6(11)+X keV			3,8(4) µdtk			(14−)
176m3Ta	2820(50) keV			0,97(7) mdtk			(20−)
177Ta	73	104	176,944472(4)	56,56(6) jam	β^+	^177Hf	7/2+
177m1Ta	73,36(15) keV			410(7) ndtk			9/2−
177m2Ta	186,15(6) keV			3,62(10) µdtk			5/2−
177m3Ta	1355,01(19) keV			5,31(25) µdtk			21/2−
177m4Ta	4656,3(5) keV			133(4) µdtk			49/2−
178Ta	73	105	177,945778(16)	9,31(3) mnt	β^+	^178Hf	1+
178m1Ta	100(50)# keV			2,36(8) jam	β^+	^178Hf	(7)−
178m2Ta	1570(50)# keV			59(3) mdtk			(15−)
178m3Ta	3000(50)# keV			290(12) mdtk			(21−)
179Ta	73	106	178,9459295(23)	1,82(3) thn	EC	^179Hf	7/2+
179m1Ta	30,7(1) keV			1,42(8) µdtk			(9/2)−
179m2Ta	520,23(18) keV			335(45) ndtk			(1/2)+
179m3Ta	1252,61(23) keV			322(16) ndtk			(21/2−)
179m4Ta	1317,3(4) keV			9,0(2) mdtk	IT	^179Ta	(25/2+)
179m5Ta	1327,9(4) keV			1,6(4) µdtk			(23/2−)
179m6Ta	2639,3(5) keV			54,1(17) mdtk			(37/2+)
180Ta	73	107	179,9474648(24)	8,152(6) jam	EC (86%)	^180Hf	1+
					β^− (14%)	^180W
180m1Ta	77,1(8) keV			Stabil Secara Pengamatan[n 9][n 10]			9−	1,2(2)×10^−4
180m2Ta	1452,40(18) keV			31,2(14) µdtk			15−
180m3Ta	3679,0(11) keV			2,0(5) µdtk			(22−)
180m4Ta	4171,0+X keV			17(5) µdtk			(23, 24, 25)
181Ta	73	108	180,9479958(20)	Stabil Secara Pengamatan[n 11]			7/2+	0,99988(2)
181m1Ta	6,238(20) keV			6,05(12) µdtk			9/2−
181m2Ta	615,21(3) keV			18(1) µdtk			1/2+
181m3Ta	1485(3) keV			25(2) µdtk			21/2−
181m4Ta	2230(3) keV			210(20) µdtk			29/2−
182Ta	73	109	181,9501518(19)	114,43(3) hri	β^−	^182W	3−
182m1Ta	16,263(3) keV			283(3) mdtk	IT	^182Ta	5+
182m2Ta	519,572(18) keV			15,84(10) mnt			10−
183Ta	73	110	182,9513726(19)	5,1(1) hri	β^−	^183W	7/2+
183mTa	73,174(12) keV			107(11) ndtk			9/2−
184Ta	73	111	183,954008(28)	8,7(1) jam	β^−	^184W	(5−)
185Ta	73	112	184,955559(15)	49,4(15) mnt	β^−	^185W	(7/2+)#
185mTa	1308(29) keV			>1 mdtk			(21/2−)
186Ta	73	113	185,95855(6)	10,5(3) mnt	β^−	^186W	(2−,3−)
186mTa				1,54(5) mnt
187Ta	73	114	186,96053(21)#	2# mnt [>300 ndtk]	β^−	^187W	7/2+#
188Ta	73	115	187,96370(21)#	20# dtk [>300 ndtk]	β^−	^188W
189Ta	73	116	188,96583(32)#	3# dtk [>300 ndtk]			7/2+#
190Ta	73	117	189,96923(43)#	0,3# dtk
Header & footer tabel ini:  view

1. ^mTa – Isomer nuklir tereksitasi.
2. ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
3. # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
4. # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
5. Mode peluruhan:

   EC:	Penangkapan elektron
   IT:	Transisi isomerik
   p:	Emisi proton

6. Simbol miring tebal sebagai anak – Produk anak hampir stabil.
7. Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
8. ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
9. Satu-satunya isomer nuklir yang stabil secara pengamatan yang diketahui, diyakini meluruh melalui transisi isomerik menjadi ¹⁸⁰Ta, peluruhan β⁻ menjadi ¹⁸⁰W, atau penangkapan elektron menjadi ¹⁸⁰Hf dengan waktu paruh lebih dari 4,5×10¹⁶ tahun
10. Salah satu dari sedikit inti ganjil-ganjil yang stabil (secara pengamatan)
11. Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁷⁷Lu

Tantalum-180m

Nuklida tantalum-180m (m menunjukkan keadaan metastabil) memiliki energi yang cukup untuk meluruh dalam tiga cara: transisi isomerik menjadi keadaan dasar dari ¹⁸⁰Ta, peluruhan beta menjadi ¹⁸⁰W, dan penangkapan elektron menjadi ¹⁸⁰Hf. Namun, tidak ada radioaktivitas dari mode peluruhan isomer nuklir ini yang pernah teramati. Hanya batas bawah pada waktu paruhnya, lebih dari 10¹⁵ (1 kuadriliun) tahun, yang telah ditetapkan melalui pengamatan. Peluruhan ^180mTa yang sangat lambat dikaitkan dengan spin tingginya (9 unit) dan spin rendah dari keadaan dasarnya. Peluruhan gama atau beta akan membutuhkan banyak unit momentum sudut untuk dihilangkan dalam satu langkah, sehingga prosesnya akan sangat lambat.^[3]

Sifat ^180mTa yang sangat tidak biasa adalah bahwa keadaan dasar dari isotop ini kurang stabil dibandingkan isomernya. Fenomena ini juga ditunjukkan dalam bismut-210m (^210mBi) dan amerisium-242m (^242mAm), serta beberapa isomer lainnya. ¹⁸⁰Ta memiliki waktu paruh hanya 8 jam. ^180mTa merupakan satu-satunya isomer nuklir yang terjadi secara alami (tidak termasuk nuklida radiogenik dan kosmogenik berumur pendek). Ia juga merupakan nuklida primordial paling langka di alam semesta teramati untuk setiap unsur yang memiliki isotop stabil. Dalam lingkungan bintang proses s dengan energi termal k_BT = 26 keV (yaitu suhu 300 juta kelvin), isomer nuklir ini diperkirakan sepenuhnya tertermalisasi, yang berarti bahwa ¹⁸⁰Ta bertransisi dengan cepat antara keadaan spin dan waktu paruh keseluruhannya diperkirakan 11 jam.^[4]

Pada 3 Oktober 2016 waktu paruh ^180mTa dihitung dari pengamatan eksperimental menjadi setidaknya 4,5×10¹⁶ (45 kuadriliun) tahun.^[5][6]

Referensi

1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
2. D. T. Win; M. Al Masum (2003). "Weapons of Mass Destruction" (PDF). Assumption University Journal of Technology. 6 (4): 199–219. 
3. Quantum mechanics for engineers Leon van Dommelen, Florida State University
4. P. Mohr, F. Kaeppeler, and R. Gallino (2007). "Survival of Nature's Rarest Isotope 180Ta under Stellar Conditions". Phys. Rev. C. 75: 012802. arXiv:astro-ph/0612427 . doi:10.1103/PhysRevC.75.012802. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
5. Conover, Emily (3 Oktober 2016). "Rarest nucleus reluctant to decay". Diakses tanggal 11 Juli 2022. 
6. Lehnert, Björn; Hult, Mikael; Lutter, Guillaume; Zuber, Kai (2017). "Search for the decay of nature's rarest isotope ^180mTa". Physical Review C. 95 (4): 044306. arXiv:1609.03725 . Bibcode:2017PhRvC..95d4306L. doi:10.1103/PhysRevC.95.044306. 

• Massa isotop dari:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
• Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 . 
  • Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 . 
• "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005. 
• Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
  • National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven. 
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.