Изотопы иридия

Изотопы иридия — разновидности химического элемента иридия, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы иридия с массовыми числами от 164 до 202 (количество протонов 77, нейтронов от 87 до 125), и более 30 ядерных изомеров.

Природный иридий является смесью двух стабильных изотопов:

• ¹⁹¹Ir (изотопная распространенность 37,3 %)
• ¹⁹³Ir (изотопная распространенность 62,7 %)

Самым долгоживущим радиоизотопом является ¹⁹²Ir с периодом полураспада 73,8 суток, однако ядерный изомер ^192m2Ir имеет период полураспада 241 год.

Иридий-192

Из искусственных изотопов применение нашел ¹⁹²Ir как источник гамма излучения^[1]. Применяется в основном в технике для неразрушающего контроля сварных швов и целостности конструкций. Также может применяться в высокодозовой брахитерапии для лечения онкологических заболеваний кратковременной экспозицией через катетер^[2].

Распад ¹⁹²Ir происходит по схеме бета-распада с образованием ¹⁹²Pt. Период полураспада 74 суток, активность 341 ТБк/грамм^[3][4]. При этом часть электронов может захватываться ¹⁹²Ir с образованием ¹⁹²Os.

Получают облучением ¹⁹¹Ir нейтронами в ядерных реакторах: ¹⁹¹Ir (n,γ) → ¹⁹²Ir^[2]. Для некоторых применений допустимо облучение природного иридия с сопутствующей трансмутацией природного ¹⁹³Ir в ¹⁹⁴Ir. ¹⁹⁴Ir относительно быстро распадается в ¹⁹⁴Pt.

В России производится линейка гамма-источников на базе ¹⁹²Ir для промышленных целей^[1]. На 2018 год ведутся работы по подготовке производства медицинских микроисточников для брахитерапии^[5]. Для синтеза максимально чистого ¹⁹²Ir организовано разделение природных изотопов иридия с получением чистого ¹⁹¹Ir^[6].

Таблица изотопов иридия

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[7] (а. е. м.)	Период полураспада[8] (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[8]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
	Энергия возбуждения
^164Ir	77	87	163,99220(44)#	1# мс			2−#
^164mIr	270(110)# кэВ			94(27) мкс			9+#
^165Ir	77	88	164,98752(23)#	50# нс (<1 мкс)	p	^164Os	1/2+#
					α (редко)	^161Re
^165mIr	180(50)# кэВ			300(60) мкс	p (87%)	^164Os	11/2−
					α (13%)	^161Re
^166Ir	77	89	165,98582(22)#	10,5(22) мс	α (93%)	^162Re	(2−)
					p (7%)	^165Os
^166mIr	172(6) кэВ			15,1(9) мс	α (98,2%)	^162Re	(9+)
					p (1,8%)	^165Os
^167Ir	77	90	166,981665(20)	35,2(20) мс	α (48%)	^163Re	1/2+
					p (32%)	^166Os
					β^+ (20%)	^167Os
^167mIr	175,3(22) кэВ			30,0(6) мс	α (80%)	^163Re	11/2−
					β^+ (20%)	^167Os
					p (0,4%)	^166Os
^168Ir	77	91	167,97988(16)#	161(21) мс	α	^164Re	(2-)
					β^+ (редко)	^168Os
^168mIr	50(100)# кэВ			125(40) мс	α	^164Re	(9+)
^169Ir	77	92	168,976295(28)	780(360) мс [0,64(+46−24) с]	α	^165Re	(1/2+)
					β^+ (редко)	^169Os
^169mIr	154(24) кэВ			308(22) мс	α (72%)	^165Re	(11/2−)
					β^+ (28%)	^169Os
^170Ir	77	93	169,97497(11)#	910(150) мс [0,87(+18−12) с]	β^+ (64%)	^170Os	низкий#
					α (36%)	^166Re
^170mIr	160(50)# кэВ			440(60) мс	α (36%)	^166Re	(8+)
					β^+	^170Os
					ИП	^170Ir
^171Ir	77	94	170,97163(4)	3,6(10) с [3,2(+13−7) с]	α (58%)	^167Re	1/2+
					β^+ (42%)	^171Os
^171mIr	180(30)# кэВ			1,40(10) с			(11/2−)
^172Ir	77	95	171,970610(30)	4,4(3) с	β^+ (98%)	^172Os	(3+)
					α (2%)	^168Re
^172mIr	280(100)# кэВ			2,0(1) с	β^+ (77%)	^172Os	(7+)
					α (23%)	^168Re
^173Ir	77	96	172,967502(15)	9,0(8) с	β^+ (93%)	^173Os	(3/2+,5/2+)
					α (7%)	^169Re
^173mIr	253(27) кэВ			2,20(5) с	β^+ (88%)	^173Os	(11/2−)
					α (12%)	^169Re
^174Ir	77	97	173,966861(30)	7,9(6) с	β^+ (99,5%)	^174Os	(3+)
					α (0,5%)	^170Re
^174mIr	193(11) кэВ			4,9(3) с	β^+ (99,53%)	^174Os	(7+)
					α (0,47%)	^170Re
^175Ir	77	98	174,964113(21)	9(2) с	β^+ (99,15%)	^175Os	(5/2−)
					α (0,85%)	^171Re
^176Ir	77	99	175,963649(22)	8,3(6) с	β^+ (97,9%)	^176Os
					α (2,1%)	^172Re
^177Ir	77	100	176,961302(21)	30(2) с	β^+ (99,94%)	^177Os	5/2−
					α (0,06%)	^173Re
^178Ir	77	101	177,961082(21)	12(2) с	β^+	^178Os
^179Ir	77	102	178,959122(12)	79(1) с	β^+	^179Os	(5/2)−
^180Ir	77	103	179,959229(23)	1,5(1) мин	β^+	^180Os	(45)(+#)
^181Ir	77	104	180,957625(28)	4,90(15) мин	β^+	^181Os	(5/2)−
^182Ir	77	105	181,958076(23)	15(1) мин	β^+	^182Os	(3+)
^183Ir	77	106	182,956846(27)	57(4) мин	β^+ ( 99,95%)	^183Os	5/2−
					α (0,05%)	^179Re
^184Ir	77	107	183,95748(3)	3,09(3) ч	β^+	^184Os	5−
^184m1Ir	225,65(11) кэВ			470(30) мкс			3+
^184m2Ir	328,40(24) кэВ			350(90) нс			(7)+
^185Ir	77	108	184,95670(3)	14,4(1) ч	β^+	^185Os	5/2−
^186Ir	77	109	185,957946(18)	16,64(3) ч	β^+	^186Os	5+
^186mIr	0,8(4) кэВ			1,92(5) ч	β^+	^186Os	2−
					ИП (редко)	^186Ir
^187Ir	77	110	186,957363(7)	10,5(3) ч	β^+	^187Os	3/2+
^187m1Ir	186,15(4) кэВ			30,3(6) мс	ИП	^187Ir	9/2−
^187m2Ir	433,81(9) кэВ			152(12) нс			11/2−
^188Ir	77	111	187,958853(8)	41,5(5) ч	β^+	^188Os	1−
^188mIr	970(30) кэВ			4,2(2) мс	ИП	^188Ir	7+#
					β^+ (редко)	^188Os
^189Ir	77	112	188,958719(14)	13,2(1) сут	ЭЗ	^189Os	3/2+
^189m1Ir	372,18(4) кэВ			13,3(3) мс	ИП	^189Ir	11/2−
^189m2Ir	2333,3(4) кэВ			3,7(2) мс			(25/2)+
^190Ir	77	113	189,9605460(18)	11,78(10) сут	β^+	^190Os	4−
^190m1Ir	26,1(1) кэВ			1,120(3) ч	ИП	^190Ir	(1−)
^190m2Ir	36,154(25) кэВ			>2 мкс			(4)+
^190m3Ir	376,4(1) кэВ			3,087(12) ч			(11)−
^191Ir	77	114	190,9605940(18)	стабилен[n 1]			3/2+	0,373(2)
^191m1Ir	171,24(5) кэВ			4,94(3) с	ИП	^191Ir	11/2−
^191m2Ir	2120(40) кэВ			5,5(7) с
^192Ir	77	115	191,9626050(18)	73,827(13) сут	β^− (95,24%)	^192Pt	4+
					ЭЗ (4,76%)	^192Os
^192m1Ir	56,720(5) кэВ			1,45(5) мин			1−
^192m2Ir	168,14(12) кэВ			241(9) год			(11−)
^193Ir	77	116	192,9629264(18)	стабилен[n 2]			3/2+	0,627(2)
^193mIr	80,240(6) кэВ			10,53(4) сут	ИП	^193Ir	11/2−
^194Ir	77	117	193,9650784(18)	19,28(13) ч	β^−	^194Pt	1−
^194m1Ir	147,078(5) кэВ			31,85(24) мс	ИП	^194Ir	(4+)
^194m2Ir	370(70) кэВ			171(11) сут			(1011)(−#)
^195Ir	77	118	194,9659796(18)	2,5(2) ч	β^−	^195Pt	3/2+
^195mIr	100(5) кэВ			3,8(2) ч	β^− (95%)	^195Pt	11/2−
					ИП (5%)	^195Ir
^196Ir	77	119	195,96840(4)	52(1) с	β^−	^196Pt	(0−)
^196mIr	210(40) кэВ			1,40(2) ч	β^− (99,7%)	^196Pt	(1011−)
					ИП	^196Ir
^197Ir	77	120	196,969653(22)	5,8(5) мин	β^−	^197Pt	3/2+
^197mIr	115(5) кэВ			8,9(3) мин	β^− (99,75%)	^197Pt	11/2−
					ИП (0,25%)	^197Ir
^198Ir	77	121	197,97228(21)#	8(1) с	β^−	^198Pt
^199Ir	77	122	198,97380(4)	7(5) с	β^−	^199Pt	3/2+#
^199mIr	130(40)# кэВ			235(90) нс	ИП	^199Ir	11/2−#
^200Ir	77	123	199,976800(210)#	43(6) с	β^−	^200Pt	(2-, 3-)
^201Ir	77	124	200,978640(210)#	21(5) с	β^−	^201Pt	(3/2+)
^202Ir	77	125	201,981990(320)#	11(3) с	β^−	^202Pt	(2-)
^202mIr	2000(1000)# кэВ			3,4(0,6) мкс	ИП	^202Ir

1. Теоретически может претерпевать альфа-распад в ¹⁸⁷Re
2. Теоретически может претерпевать альфа-распад в ¹⁸⁹Re

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. Источники ионизирующего излучения (ИИИ)  (неопр.). Дата обращения: 21 декабря 2017. Архивировано 22 декабря 2017 года.
2. Iridium-192 (192Ir)  (неопр.). Дата обращения: 21 декабря 2017. Архивировано 11 октября 2017 года.
3. Delacroix, D; Guerre, J P; Leblanc, P; Hickman, C. Radionuclide and Radiation Protection Data Handbook (англ.). — 2nd. — Ashford, Kent: Nuclear Technology Publishing, 2002. — ISBN 1870965876. Архивировано 22 августа 2019 года.
4. Unger, L M; Trubey, D K (Май 1982). Specific Gamma-Ray Dose Constants for Nuclides Important to Dosimetry and Radiological Assessment (PDF) (Report). Oak Ridge National Laboratory. Архивировано (PDF) 22 марта 2018.
5. Крупный бизнес признал заслуги Росатома  (неопр.). Дата обращения: 19 июля 2018. Архивировано 19 июля 2018 года.
6. В АО "ПО «Электрохимический завод» Топливной компании ТВЭЛ запущена новая установка для наработки изотопа иридия 191Ir  (неопр.). Дата обращения: 23 декабря 2017. Архивировано 24 декабря 2017 года.
7. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030003-1—030003-442. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
8. Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode: 2017ChPhC..41c0001A.