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Promethium-147

Daten und Eigenschaften des Isotops Pm-147.



147Pm  
61  

Promethium-147 ist ein radioaktives Isotop des Elements Promethium. Der Atomkern des Nuklids weist neben den 61 elementspezifischen Protonen 86 Neutronen auf. Das Isotop ist das einzig natürlich vorkommenende Pm-Isotop; es ist auf der Erde allerdings sehr selten; die Gesamtmasse wird weit unter einem Kilogramm geschätzt.

Es gibt zwei Hauptquellen für das natürliches Promethium: Alpha-Zerfälle von Europium-151 und die spontane Spaltung von Uran. Das mit einer Halbwertszeit von 17,7 Jahren stabilste Pm-Isotop ist Promethium-145, aber das einzige Isotop mit praktischen Anwendungen ist Pm-147. Da natürliches Promethium sehr selten ist, wird es normalerweise synthetisch hergestellt, indem Uran-235 mit thermischen Neutronen beschossen wird. Promethium-147 kann auch aus Neodym-147 hergestellt werden, das schnell zu Promethium-147 zerfällt.

Pm-147 wird als Beta-Teilchenquelle und als Brennstoff für thermoelektrische Generatoren mit Radioisotopen verwendet. Promethium-147 wurde auch in Leuchtstoff-Mischungen eingesetzt, um die elektrischen Schalterspitzen der Apollo-Mondlandefähre zu beleuchten und zum gleichen Zweck auf die Bedienfelder des Lunar Roving Vehicle (LRV) gemalt.

Auf Grund der hohen Radioaktivität findet das Isotop heute jedoch kaum noch Anwendung.

Siehe auch: Übersicht über die Promethium-Isotope.

 

Allgemeine Daten

Bezeichnung des Isotops:Promethium-147, Pm-147Englische Bezeichnung:Promethium-147Symbol:147PmMassenzahl A:147Kernladungszahl Z:61 (= Anzahl der Protonen)Neutronenzahl N:86Isotopenmasse:146,9151449(14) u (Atommasse)Nuklidmasse:146,8816841 u (berechnete Kernmasse ohne Elektronen)Massenexzess:-79,04202 MeV (Massenüberschuss)Massendefekt:1,307364828 u (pro Atomkern)Kernbindungsenergie:1217,80249309 MeV (pro Atomkern)
8,2843707 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)
Separationsenergie:SN = 7,659(4) MeV (Trennungsenergie 1. Neutron)
SP = 5,4054(5) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)
Halbwertszeit:2,6234(4) JahreZerfallskonstante λ:8,378269768121 × 10-9 s-1Spezifische Aktivität α:34558301853544 Bq g-1
934,00815820389 Ci g-1
Kernspin:7/2+Kernmagnetisches Moment:μ(μN) = + 2,58Entdeckungsjahr:1947

 

Radioaktiver Zerfall

Halbwertszeit HWZ = 2,6234(4) Jahre bzw. 8,27315424 × 107 Sekunden s.

ZerfallProduktAnteilZerfallsenergieγ-Energie
(Intensität)
β- zu147Sm100 %0,22406(29) MeV

 

Das nachfolgende Diagramm zeigt Ausgangsnuklide, künstliche Herstellung und radioaktiven Zerfall der Pm-147-Isotope.

 

Entstehung und Zerfall von Pm-147

Ausgangsnuklide

Direktes Mutternuklid ist: 147Nd.

 

Natürliches Vorkommen

Vergleich der natürlichen Promethium-Isotope inklusive Isotopenhäufigkeit (Stoffmengenanteil am Isotopengemisch in Prozent):

 

Atommasse ArAnteilHalbwertszeitSpin
Promethium
Isotopengemisch
146,9151385 u100 %
Isotop 147Pm146,9151449(14) u2,6234(4) Jahre7/2+

 

NMR-Daten

Nuklearmagnetische Eigenschaften und Daten für das NMR-aktive Nuklid 147Pm.

Bezeichnung:147Pm-NMRAnteil:Tritt in der Natur nicht auf!Kernspin:7/2+Kernmagnetisches Moment
μ/μN:
+ 2,58Gyromagnetisches Verhältnis γ:3,613 · 107 rad T-1 s-1Nuklearer g-Faktor:gl = 0,73714285714286Quadrupol-Moment Q:+ 0,74(20) barn (100 fm2)Resonanz-Frequenz:v0 = 5,62 bei 1 TRelative Empfindlichkeit:0,04827 (H0 = const.)
2,7714 (v0 = const.)
[bezogen auf 1H = 1,000]

 

Strahlenschutz

Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Promethium-147 folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):

Bezeichnung:Pm-147Freigrenze:107 BqFreigrenze pro Gramm:1000 Bq/g
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.
Aktivität HRQ:40 TBqOberflächenkontamination:100 Bq cm-2Halbwertszeit:2,6 Jahre

 

Isotone und Isobare Kerne

Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Promethium-147 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 86) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 147) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.

 

OZIsotone N = 86Isobare A = 147
48134Cd
49135In
50136Sn
51137Sb
52138Te
53139I
54140Xe147Xe
55141Cs147Cs
56142Ba147Ba
57143La147La
58144Ce147Ce
59145Pr147Pr
60146Nd147Nd
61147Pm147Pm
62148Sm147Sm
63149Eu147Eu
64150Gd147Gd
65151Tb147Tb
66152Dy147Dy
67153Ho147Ho
68154Er147Er
69155Tm147Tm
70156Yb
71157Lu
72158Hf
73159Ta
74160W
75161Re
76162Os

 

Externe Daten und Identifikatoren

Energieniveaus:NuDat 147Pm (Adopted Levels, Gammas)

Literatur und Quellen

[1] - Chung-Sin Lee et al.:
Chemical study on the separation and purification of promethium-147.
In: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, (1989), DOI 10.1007/BF02037697.

[2] - Kathleen Broderick, Rita Luskac, James Hinderer et al.:
Reactor production of promethium-147.
In: Applied Radiation and Isotopes, (2019), DOI 10.1016/j.apradiso.2018.10.025.

 


Letzte Änderung am 11.10.2023.


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