24 | Na | |
11 |
Natrium-24 ist ein Radioisotop des chemischen Elements Natrium, das neben den elementspezifischen 11 Protonen 13 Neutronen im Atomkern aufweist, woraus die Massenzahl 13 resultiert.
Als kosmogenes Nuklid entsteht 24Na durch die Einwirkung kosmischer Strahlung in der Atmosphäre aus dem natürlich auftretenden Argon-40, ist aber - auf Grund der kurzen Halbwertszeit von knapp 15 Stunden - nur in kleinsten Mengen nachweisbar. Das natürliche Zerfallsprodukt ist das stabile Magnesium-24.
Synthetisch lässt sich das Nuklid 24Na durch Bestrahlung von herkömmlichem Natrium, das zu 100 % aus dem stabilen Isotop Na-23 besteht, mit Neutronen herstellen:
23Na(n, γ)24Na.
Praktische technische Anwendungen gibt es für das Isotop allerdings nicht.
Die gleiche Reaktion zur Bildung von Natrium-24 gewinnt aber überall dort an Bedeutung, wo Neutronen austreten und auf Natrium treffen. Dies ist zum Beispiel in bestimmten Kernreaktoren, die mit Na gekühlt werden, aber auch bei nuklearen Unfällen und nach dem Einsatz von nuklearen Waffen der Fall: Als Kühlmittel eingesetztes Natrium, wie zum beim französischen Schnellen Brüter Superphénix in Creys-Malville, wandelt sich im Reaktorraum teilweise in Na-24 um und wird dadurch radioaktiv.
Durch die akute Exposition der menschlichen Körpers mit Neutronen entsteht ebenfalls das radioaktive Nuklid aus dem in Gewebe und Körperflüssigkeiten enthaltenen Na-Salzen. In einer jüngeren Forschungsarbeit [2] wird eine Dosimetrietechnik vorgeschlagen, mit der die durch Neutronenexposition induzierte Radioaktivität im Körpergewebe durch Messung der 24Na-Aktivität in Haar- und Blutproben mittels Gammaspektrometrie gemessen und beurteilt werden kann.
Siehe auch: Übersicht über die Natrium-Isotope.
Allgemeine Daten
8,06348744 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)
SP = 10,55283(11) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)
9110152,0787789 Ci g-1
Radioaktiver Zerfall
Halbwertszeit HWZ = 14,956(3) Stunden bzw. 5,3842 × 104 Sekunden s.
Zerfall | Produkt | Anteil | Zerfallsenergie | γ-Energie (Intensität) |
---|---|---|---|---|
β- | 24Mg | 100 % | 5,515677(21) MeV | 1368,625(5) keV 99,94(2) % 2754,008(11) keV (99,867(10) %) |
Die Abbildung zeigt die Bildung und den radioaktiven Zerfall des Radionuklids 24Na.
Ausgangsnuklide
Direktes Mutternuklid ist: 24Ne.
Natürliches Vorkommen
Vergleich der natürlichen Natrium-Isotope inklusive Isotopenhäufigkeit (Stoffmengenanteil am Isotopengemisch in Prozent):
Atommasse Ar | Anteil | Halbwertszeit | Spin | |
---|---|---|---|---|
Natrium Isotopengemisch | 22,98976928 u | 100 % | ||
Isotop 22Na | 21,99443755(14) u | 2,6018(22) Jahre | 3+ | |
Isotop 23Na | 22,98976928(2) u | 100 % | stabil | 3/2+ |
Isotop 24Na | 23,990963012(18) u | 14,956(3) Stunden | 4+ |
Strahlenschutz
Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Natrium-24 folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.
Kernisomere
Kernisomere Nuklide bzw. angeregte Zustände mit der auf den Grundzustand bezogenen Aktivierungsenergie in keV.
Bezeichnung | Anregungsenergie | Halbwertszeit | Kernspin |
---|---|---|---|
24mNa | 472,2071(14) keV | 20,18(10) ms | 1+ |
Isotone und Isobare Kerne
Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Natrium-24 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 13) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 24) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.
OZ | Isotone N = 13 | Isobare A = 24 |
---|---|---|
5 | 18B | |
6 | 19C | |
7 | 20N | 24N |
8 | 21O | 24O |
9 | 22F | 24F |
10 | 23Ne | 24Ne |
11 | 24Na | 24Na |
12 | 25Mg | 24Mg |
13 | 26Al | 24Al |
14 | 27Si | 24Si |
15 | 28P | 24P |
16 | 29S | |
17 | 30Cl | |
18 | 31Ar | |
19 | 32K |
Externe Daten und Identifikatoren
Literatur und Quellen
[1] - W. Rödel:
Sodium-24 produced by Cosmic Radiation.
In: Nature, 200, 999-1000, (1963), DOI 10.1038/200999b0.
[2] - Daniela Ekendahl et al.:
Neutron dose assessment using samples of human blood and hair.
In: Radiation Protection Dosimetry, 186, 2-3, 202-205, (2019), DOI 10.1093/rpd/ncz202.
Letzte Änderung am 05.11.2023.
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