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 (%)
	Excitationsenergi (keV)
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+#
					β+ + p (8 %)	4,66	22Na
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)+
					β− + n (1,6 %)		30Si
32Al	13	19	31,98812(9)	31,7 ms	β− (99,3 %)	13,02	32Si	1+
					β− + n (0,7 %)		31Si
32mAl	955,7(4)			31,7 ms				(4)+
33Al	13	20	32,99084(8)	41,7 ms	β− (91,5 %)		33Si	(5⁄2+)#
					β− + n (8,5 %)		32Si
34Al	13	21	33,99685(12)	56,3 ms	β− (87,5 %)	17,09	34Si	4−#
					β− + n (12,5 %)	9,56	33Si
35Al	13	22	34,99986(19)	38,6 ms	β− (74 %)	14,3	35Si	5⁄2+#
					β− + n (26 %)	11,83	34Si
36Al	13	23	36,00621(23)	90 ms	β− (69 %)		36Si
					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−

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

---

• 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)