Стабильные нуклиды — изотопы химических элементов, ядра которых находятся в конфигурации, не позволяющей им обладать избыточной энергией для испускания радиоактивных частиц. В отличие от радионуклидов, такие ядра не являются радиоактивными и не подвергаются спонтанному радиоактивному распаду. Применительно к конкретным элементам их обычно называют «стабильными изотопами».
Определение стабильности и природные нуклиды График стабильности нуклидов. Оранжевые и синие нуклиды нестабильны, чёрные квадраты между ними — стабильные. Линия, проходящая ниже большинства нуклидов, отражает гипотетические ядра с равным числом протонов и нейтронов. Видно, что элементы тяжелее кальция требуют избытка нейтронов для стабильности.</small>
Большинство природных нуклидов стабильны (около 251; см. список в конце статьи), ещё около 35 (всего 286) известны как радиоактивные с достаточно большими периодами полураспада, чтобы существовать с момента образования Солнечной системыФормирование и эволюция Солнечной системы. Если период полураспада сопоставим с возрастом Земли (4.5 млрд лет), значительное количество таких нуклидов сохранилось до наших дней. Примеры: ²³⁵U с периодом полураспада ~700 млн лет. Более короткоживущие нуклиды в природе не обнаружены, за исключением продуктов распада или космогенных процессов.
Многие природные радионуклиды (около 53) имеют меньшие периоды полураспада и образуются как продукты распада первичных нуклидов (например, радий из урана) или под действием космических лучей (например, ¹⁴C из азота).
Некоторые изотопы, классифицируемые как стабильные, теоретически могут иметь крайне длительные периоды полураспада (иногда >10¹⁸ лет). Например, ²⁰⁹Bi и ¹⁸⁰W ранее считались стабильными, но в 2003 году был обнаружен их альфа-распад.
Большинство стабильных изотопов образовались в процессах нуклеосинтеза во время Большого взрыва или в звёздах. Однако некоторые стабильные изотопы имеют вариации обилия из-за распада долгоживущих радионуклидов (радиогенные изотопы).
Изотопы по элементам Из 80 элементов со стабильными нуклидами:
1 элемент (олово) — 10 стабильных изотопов 5 элементов — по 7 изотопов 7 элементов — по 6 изотопов 11 элементов — по 5 изотопов 9 элементов — по 4 изотопа 16 элементов — по 2 изотопа 26 элементов — 1 изотоп (моноизотопные элементы).
Магические числа и чётность числа протонов/нейтронов Стабильность зависит от соотношения протонов/нейтронов и магических чисел. Чётные числа нуклонов повышают стабильность. Только 5 стабильных нуклидов имеют нечётное число протонов и нейтронов: дейтерий, литий-6, бор-10, азот-14, тантал-180m.
Ядерные изомеры Среди 251 стабильного нуклида тантал-180mИзотопы тантала является возбуждённым состоянием с периодом полураспада >10¹⁵ лет. Его основное состояние (тантал-180) распадается за 8 часов.
Ненаблюдаемые распады 105 «стабильных» изотопов теоретически нестабильны. Например, аргон-36Изотопы аргона — самый лёгкий «стабильный» нуклид с предсказанным распадом.
Сводная таблица Тип нуклидаЧисло нуклидовПримечанияТеоретически стабильные146Элементы 1-66 (кроме Tc, Pm, Sm, Eu)Наблюдательно стабильные105Все элементы до свинца (кроме Tc, Pm)Первичные радионуклиды35Включая Bi, Th, UПриродные радионуклиды~61Космогенные и продукты распада
Список стабильных нуклидов
См. также Таблица нуклидов Остров стабильности Нестабильные нуклиды
Примечания
Ссылки Интерактивная таблица нуклидов МАГАТЭ Стандартные атомные веса
Категория:Изотопы Категория:Ядерная физика Категория:Химические элементы Категория:Стабильные вещества