Aluminiumisotoper

Aluminiumisotoper är isotoper av grundämnet aluminium (Al), det vill säga atomer och kärnor med 13 protoner och olika antal neutroner.

Isotoper

Aluminium har 24 kända isotoper, varav en är stabil (²⁷Al), samt fyra isomerer (^23mAl, ^24mAl, ^26mAl och ^32mAl).

²⁶Al och ²⁷Al förekommer båda naturligt, även om ²⁷Al utgör 99,9 % av det naturligt förekommande aluminiumet. Utöver ²⁶Al, har alla radioisotoper halveringstider under 7 minuter, de flesta under en sekund.

Isotoper lättare än ²⁷Al sönderfaller främst genom β⁺-sönderfall till magnesiumisotoper, mer sällan till natrium- eller neonisotoper. Tyngre isotoper sönderfaller främst genom β⁻-sönderfall – till kiselisotoper.

Aluminium-26

²⁶Al är en radioisotop vars kärna består 13 protoner och 13 neutroner. ²⁶Al bildas av argon i atmosfären genom spallation orsakad av kosmiska protoner. Aluminiumisotoper har praktisk tillämpning i datering av marina sediment, mangannoduler, glaciäris, kvarts i exponerat berg och meteoriter. Förhållandet mellan ²⁶Al och ¹⁰Be har använts för att studera transport, deposition och lagring av sediment, samt begravning och erosion på tidsskalor om 10⁵ till 10⁶ år.

Kosmogent ²⁶Al användes för första gången i studier av månen och meteoriter. Meteoritfragment utsätts för intensivt bombardemang av kosmisk strålning under sina resor genom rymden, vilket orsakar väsentlig ²⁶Al-produktion. Efter att ha fallit ned till jorden, skyddar atmosfären meteoritfragmenten från ytterligare ²⁶Al-produktion, och isotopens sönderfall kan användas för att bestämma meteoritens jordiska ålder. Meteoritforskning har också visat att ²⁶Al var relativt vanligt vid tidpunkten för bildandet av vårt planetsystem. De flesta meteoritforskarna tror att energin som frigörs genom sönderfallet av ²⁶Al är ansvarig för smältning och differentieringen av vissa asteroider sedan de bildades för 4,55 miljarder år sedan.

Tabell

Nuklid	Z	N	Massa (u)	Halveringstid	ST (%)	SE (MeV)	SP	Spinn	Förekomst (%)
Nuklid	Excitationsenergi (keV)			Halveringstid	ST (%)	SE (MeV)	SP	Spinn	Förekomst (%)
¹⁹Al	13	6	19,0218#	< 35 ns	p		¹⁸Mg
²⁰Al	13	7	20,0194#	< 35 ns	p		¹⁹Mg
²¹Al	13	8	21,02804(32)#	< 35 ns	p		²⁰Mg	½⁺#
²²Al	13	9	22,01952(10)#	59 ms	β⁺ (96,7 %)	18,58	²²Mg	(3)⁺
					β⁺ + 2p (2,5 %)		²⁰Ne
					β⁺ + p (0,8 %)	13,08	²¹Na
²³Al	13	10	23,007267(20)	0,47 s	β⁺ (92 %)	12,24	²³Mg	⁵⁄₂⁺#
²³Al	13	10	23,007267(20)	0,47 s	β⁺ + p (8 %)	4,66	²²Na	⁵⁄₂⁺#
^23mAl	13	10		0,47 s				#79
²⁴Al	13	11	23,9999389(30)	2,053 s	β⁺ (99,95 %)	13,878	²⁴Mg	4⁺
					β⁺ + α (0,0349 %)	4,562	²⁰Ne
					β⁺ + p (0,0159 %)		²³Na
^24mAl	425,8(1)			2,053 s	IT (82 %)	0,462	²⁴Al	1⁺
					β⁺ (18 %)	14,304	²⁴Mg
					β⁺ + α	4,988	²⁰Ne
²⁵Al	13	12	24,9904281(5)	7,183 s	β⁺	4,277	²⁵Mg	⁵⁄₂⁺
²⁶Al	13	13	25,98689169(6)	7,17 × 10⁵ a	β⁺	4,004	²⁶Mg	5⁺	Spår
^26mAl	228,305(13)			7,17 × 10⁵ a	β⁺	4,232	²⁶Mg	0⁺
²⁷Al	13	14	26,98153863(12)	Stabil				⁵⁄₂⁺	100
²⁸Al	13	15	27,98191031(14)	2,2414 min	β⁻	4,642	²⁸Si	3⁺
²⁹Al	13	16	28,9804450(13)	6,56 min	β⁻	3,68	²⁹Si	⁵⁄₂⁺
³⁰Al	13	17	29,982960(15)	3,6 s	β⁻	8,561	³⁰Si	3⁺
³¹Al	13	18	30,983947(22)	644 ms	β⁻ (98,4 %)	7,995	³¹Si	(³⁄₂, ⁵⁄₂)⁺
³¹Al	13	18	30,983947(22)	644 ms	β⁻ + n (1,6 %)		³⁰Si	(³⁄₂, ⁵⁄₂)⁺
³²Al	13	19	31,98812(9)	31,7 ms	β⁻ (99,3 %)	13,02	³²Si	1⁺
³²Al	13	19	31,98812(9)	31,7 ms	β⁻ + n (0,7 %)		³¹Si	1⁺
^32mAl	955,7(4)			31,7 ms				(4)⁺
³³Al	13	20	32,99084(8)	41,7 ms	β⁻ (91,5 %)		³³Si	(⁵⁄₂⁺)#
³³Al	13	20	32,99084(8)	41,7 ms	β⁻ + n (8,5 %)		³²Si	(⁵⁄₂⁺)#
³⁴Al	13	21	33,99685(12)	56,3 ms	β⁻ (87,5 %)	17,09	³⁴Si	4⁻#
³⁴Al	13	21	33,99685(12)	56,3 ms	β⁻ + n (12,5 %)	9,56	³³Si	4⁻#
³⁵Al	13	22	34,99986(19)	38,6 ms	β⁻ (74 %)	14,3	³⁵Si	⁵⁄₂⁺#
³⁵Al	13	22	34,99986(19)	38,6 ms	β⁻ + n (26 %)	11,83	³⁴Si	⁵⁄₂⁺#
³⁶Al	13	23	36,00621(23)	90 ms	β⁻ (69 %)		³⁶Si
³⁶Al	13	23	36,00621(23)	90 ms	β⁻ + n (31 %)		³⁵Si
³⁷Al	13	24	37,01068(36)	10,7 ms	β⁻	16,1	³⁷Si	³⁄₂⁺
³⁸Al	13	25	38,01723(78)	7,6 ms	β⁻		³⁸Si
³⁹Al	13	26	39,02297(158)	7,6 µs	β⁻		³⁹Si	³⁄₂⁺#
⁴⁰Al	13	27	40,03145(75)#	10 ms	β⁻
⁴¹Al	13	28	41,03833(86)#	2 ms	β⁻			³⁄₂⁺#
⁴²Al	13	29	42,04689(97)#	1 ms	β⁻
Denna tabell: visa • redigera

Anmärkningar

Stabila isotoper anges i fetstil.
Värden markerade med # härrör inte enbart från experimentella data, men åtminstone delvis från systematiska trender.
Osäkerheter anges i kort form inom parentes efter värdet. Osäkerhetsvärden anger en standardavvikelse, utom isotopsammansättningen och standardatommassa från IUPAC, som använder expanderade osäkerhet.
Nuklidmassor är givna av IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO).
Isotopförekomster är givna av IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.

Källor

↑ R. T. Dodd. Thunderstones and Shooting Stars. sid. 89–90. ISBN 0-674-89137-6

Isotopmassor:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). ”The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics 729: sid. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf.
Isotopsammansättning och standardatommassa:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). ”Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 75 (6): sid. 683–800. doi:10.1351/pac200375060683. http://www.iupac.org/publications/pac/75/6/0683/pdf/.
- M. E. Wieser (2006). ”Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11): sid. 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051. http://iupac.org/publications/pac/78/11/2051/pdf/.
Spinn och isomerdata:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). ”The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729: sid. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf.
- National Nuclear Data Center. ”NuDat 2.1 database”. Brookhaven National Laboratory. http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/. Läst 1 september 2005.
- N. E. Holden (2004). ”Table of the Isotopes, Section 11”. i D. R. Lide. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9

Externa länkar

Aluminiumisotopdata från The Berkeley Laboratory Isotopes Project's (engelska)

[1] R. T. Dodd. Thunderstones and Shooting Stars. sid. 89–90. ISBN 0-674-89137-6