Klorisotoper

Klorisotoper är isotoper av grundämnet klor (Cl), det vill säga atomer och kärnor med 17 protoner och olika antal neutroner.

Isotoper

Klor har 24 kända isotoper, varav 2 är stabila (³⁵Cl och ³⁷Cl), samt 2 isomerer (^34mCl och ^38mCl).

Den mest långlivade radioisotopen är ³⁶Cl, som har en halveringstid på 301 000 år. Alla andra radioisotoper har halveringstider under en timme, de flesta under en sekund. De mest kortlivade isotoperna är ²⁹Cl och ³⁰Cl, med halveringstider under 20 respektive 30 nanosekunder – halveringstiden av ²⁸Cl är okänd.

De tre lättaste isotoperna sönderfaller genom protonemission, tyngre isotoper (men ändock lättare än de stabila isotoperna) sönderfaller främst genom positronemission (β⁺-sönderfall), alla till svavelisotoper. Isotoper tyngre än de naturligt förekommande dito samt ³⁶Cl sönderfaller huvudsakligen eller uteslutande genom β⁻-sönderfall – till argonisotoper.

Klor-35

³⁵Cl är en stabil isotop vars kärna består 17 protoner och 18 neutroner. Den utgör 75,77 % av det naturligt förekommande kloret. Den har ett ganska högt termiskt neutroninfångningstvärsnitt: 44 barn, som om man räknar med ³⁷Cl (0,43 barn) ger naturligt klor ett tvärsnitt på 33,45 barn. Naturligt klor är alltså en neutronabsorbator.

Klor-36

³⁶Cl är en radioisotop vars kärna består 17 protoner och 19 neutroner. Den har en halveringstid på 301 000 år och finns i spårmängder i miljön, med förhållande 7 x 10⁻¹³ till 1 till stabila isotoper. ³⁶Cl produceras i atmosfären genom spallation av ³⁶Ar genom interaktion med kosmiska protoner. I undermiljön produceras ³⁶Cl huvudsakligen genom neutroninfångning av ³⁵Cl eller myoninfångning av ⁴⁰Ca. ³⁶Cl sönderfaller i första hand genom β⁻-sönderfall till ³⁶Ar (98,1 %), men också genom elektroninfångning till ³⁶S (1,9 %) med en total halveringstid på 308 000 år. Halveringstiden av denna hydrofila icke-rekativa isotop gör den lämplig för radiometrisk datering i intervallet 60 000 till 1 miljon år.

Stora mängder ³⁶Cl producerades genom bestrålning av havsvatten under atmosfäriska kärnvapendetonationer mellan 1952 och 1958. Uppehållstiden för ³⁶Cl i atmosfären är cirka 1 vecka. Således, som en markör för händelser från 1950-talet i jord- och grundvatten, är ³⁶Cl också användbart för datering av vattenmassor mindre än 50 år före nutid. ³⁶Cl används också inom andra discipliner inom geovetenskap, såsom datering av is och sediment.

Klor-37

³⁷Cl är en stabil isotop vars kärna består 17 protoner och 20 neutroner. Den utgör 24,23 % av det naturligt förekommande kloret. Den används vid detektion av neutriner.

Tabell

Nuklid	Z	N	Massa (u)	Halveringstid	ST (%)	SE (MeV)	SP	Spinn	Förekomst (%)
Nuklid	Excitationsenergi (keV)			Halveringstid	ST (%)	SE (MeV)	SP	Spinn	Förekomst (%)
²⁸Cl	17	11	28,02851(54)#		p		²⁷S	(1⁺)#
²⁹Cl	17	12	29,01411(21)#	20 ns	p		²⁸S	(³⁄₂⁺)#
³⁰Cl	17	13	30,00477(21)#	30 ns	p		²⁹S	(3⁺)#
³¹Cl	17	14	30,99241(5)	150 ms	β⁺ (99,3 %)	11,98	³¹S	³⁄₂⁺
³¹Cl	17	14	30,99241(5)	150 ms	β⁺ + p (0,7 %)	5,85	³⁰P	³⁄₂⁺
³²Cl	17	15	31,985690(7)	298 ms	β⁺ (99,92 %)	12,685	³²S	1⁺
					β⁺ + α (0,054 %)	5,737	²⁸Si
					β⁺ + p (0,026 %)	3,821	³¹P
³³Cl	17	16	32,9774519(5)	2,511 s	β⁺	5,583	³³S	³⁄₂⁺
³⁴Cl	17	17	33,97376282(19)	1,5264 s	β⁺	5,492	³⁴S	0⁺
^34mCl	146,36(3)			1,5264 s	β⁺ (55,4 %)	5,638	³⁴S	3⁺
^34mCl	146,36(3)			1,5264 s	IT (44,6 %)	0,146	³⁴Cl	3⁺
³⁵Cl	17	18	34,96885268(4)	Stabil				³⁄₂⁺	75,77
³⁶Cl	17	19	35,96830698(8)	3,01 × 10⁵ a	β⁻ (98,1 %)	0,709	³⁶Ar	2⁺	Spår
³⁶Cl	17	19	35,96830698(8)	3,01 × 10⁵ a	ε (1,9 %)	1,142	³⁶S	2⁺	Spår
³⁷Cl	17	20	36,96590259(5)	Stabil				³⁄₂⁺	24,23
³⁸Cl	17	21	37,96801043(10)	37,24 min	β⁻	4,917	³⁸Ar	2⁻
^38mCl	671,361(8)			37,24 min	IT	0,671	³⁸Cl	5⁻
³⁹Cl	17	22	38,9680082(19)	55,6 min	β⁻	3,442	³⁹Ar	³⁄₂⁺
⁴⁰Cl	17	23	39,97042(3)	1,35 min	β⁻	7,48	⁴⁰Ar	2⁻
⁴¹Cl	17	24	40,97068(7)	38,4 s	β⁻	5,73	⁴¹Ar	(½⁺, ³⁄₂⁺)
⁴²Cl	17	25	41,97325(15)	6,8 s	β⁻	9,43	⁴²Ar
⁴³Cl	17	26	42,97405(17)	3,07 s	β⁻ (> 99,9 %)	7,95	⁴³Ar	³⁄₂⁺#
⁴³Cl	17	26	42,97405(17)	3,07 s	β⁻ + n (< 0,1 %)		⁴²Ar	³⁄₂⁺#
⁴⁴Cl	17	27	43,97828(12)	434 ms	β⁻ (92 %)	12,27	⁴⁴Ar
⁴⁴Cl	17	27	43,97828(12)	434 ms	β⁻ + n (8 %)	3,92	⁴³Ar
⁴⁵Cl	17	28	44,98029(13)	561 ms	β⁻ (76 %)	10,8	⁴⁵Ar	³⁄₂⁺#
⁴⁵Cl	17	28	44,98029(13)	561 ms	β⁻ + n (24 %)	5,3	⁴⁴Ar	³⁄₂⁺#
⁴⁶Cl	17	29	45,98421(77)	232 ms	β⁻ + n (60 %)	6,9	⁴⁵Ar
⁴⁶Cl	17	29	45,98421(77)	232 ms	β⁻ (40 %)	14,9	⁴⁶Ar
⁴⁷Cl	17	30	46,98871(64)#	101 ms	β⁻ (97 %)	14,7	⁴⁷Ar	³⁄₂⁺#
⁴⁷Cl	17	30	46,98871(64)#	101 ms	β⁻ + n (3 %)	10,4	⁴⁶Ar	³⁄₂⁺#
⁴⁸Cl	17	31	47,99495(75)#	100 ms	β⁻		⁴⁸Ar
⁴⁹Cl	17	32	49,00032(86)#	50 ms	β⁻		⁴⁹Ar	³⁄₂⁺#
⁵⁰Cl	17	33	50,00784(97)#	20 ms	β⁻		⁵⁰Ar
⁵¹Cl	17	34	51,01449(107)#	2 ms	β⁻		⁵¹Ar	³⁄₂⁺#
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 i 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

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