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Barium-137m

Daten und Eigenschaften des Isotops Ba-137m.



137mBa  
56  

Barium-137m ist ein Nuklid aus der Gruppe der Barium-Isotope und ein Kernisomer des stabilen Ba-137; die Energiedifferenz beträgt 0,66 MeV.

Das metastabilie 137mBa-Isotop tritt als kurzlebiges Zerfallsprodukt des radioaktiven Caesiums Cs-137 auf und zerfällt mit einer Halbwertszeit von etwa 2,5 Minuten unter Abgabe von Gammastrahlung zum stabilen Barium-137.

Am Ba-137m wurde erstmals ein sehr seltener radioaktiver und bereits 1937 von der Nobelpreisträgerin Maria Goeppert-Mayer postulierter Zerfallsprozess nachgewiesen und beschrieben - der so genannte kompetitive Doppelt-Gammazerfall γγ/γ, der bei diesem Nuklid mit einer Wahrscheinlichkeit von etwa 2 : 1 000 000 auftritt.

Kürzlich veröffentlichte Daten [2] zeigen, dass es sich beim γγ/γ-Zerfall im Nuklid Ba-137 um eine Kombination aus elektrischer Oktupol- und magnetischer Dipolstrahlung handelt. Diese Entdeckung steht im Widerspruch zu den einfachen Kernstrukturmodellen, mit denen die Entdeckung des kompetitive doppelten Gammazerfalls verglichen worden war und die eine Kombination von elektrischer und magnetischer Quadrupolstrahlung als Hauptursache dieser Zerfallsart im 137-Nuklid verantwortlich machten. Ein japanisches Forscherteam konnte zudem die Dominanz von elektrischer Oktupol- und magnetischer Dipolstrahlung am γγ/γ-Zerfall durch aufwändige Berechnungen nukleartheoretisch erklären.

Siehe auch: Übersicht über die Barium-Isotope.

 

Allgemeine Daten

Bezeichnung des Isotops:Barium-137m, Ba-137mEnglische Bezeichnung:Barium-137mSymbol:137BaMassenzahl A:137Kernladungszahl Z:56 (= Anzahl der Protonen)Neutronenzahl N:81Isotopenmasse:136,905827(2) u (Atommasse)
Anregungsenergie: 661,659(3) keV
Nuklidmasse:136,8751086 u (berechnete Kernmasse ohne Elektronen)Massenexzess:-87,72158 MeV (Massenüberschuss)Massendefekt:1,234232988 u (pro Atomkern)Kernbindungsenergie:1149,68062292 MeV (pro Atomkern)
8,39182936 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)
Halbwertszeit:2,552(1) MinutenZerfallskonstante λ:0,004526823279519 s-1Spezifische Aktivität α:2,004497605684 × 10+19 Bq g-1
541756109,64435 Ci g-1
Kernspin:11/2-Kernmagnetisches Moment:μ(μN) = -0,99(3)Quadrupol-Moment Q:+0,78(9) barn (100 fm2)Nuklearer g-Faktor:gl = -0,18

 

Radioaktiver Zerfall

Halbwertszeit HWZ = 2,552(1) Minuten bzw. 1,5312 × 102 Sekunden s.

ZerfallProduktAnteilZerfallsenergieγ-Energie
(Intensität)
Iso137Ba100 %

Ausgangsnuklide

Direktes Mutternuklid ist: 137Cs.

 

Strahlenschutz

Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Barium-137m folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):

Bezeichnung:Ba-137mFreigrenze:106 BqFreigrenze pro Gramm:10 Bq/g
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.
Halbwertszeit:2,6 Minuten

 

Kernisomere

Kernisomere Nuklide bzw. angeregte Zustände mit der auf den Grundzustand bezogenen Aktivierungsenergie in keV.

BezeichnungAnregungsenergieHalbwertszeitKernspin
137Bastabil3/2+
137m2Ba2349,1(5) keV0,59(10) μs(17/2-)

 

Isotone und Isobare Kerne

Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Barium-137m isotone (gleiche Neutronenzahl N = 81) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 137) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.

 

OZIsotone N = 81Isobare A = 137
45126Rh
46127Pd
47128Ag
48129Cd
49130In137In
50131Sn137Sn
51132Sb137Sb
52133Te137Te
53134I137I
54135Xe137Xe
55136Cs137Cs
56137Ba137Ba
57138La137La
58139Ce137Ce
59140Pr137Pr
60141Nd137Nd
61142Pm137Pm
62143Sm137Sm
63144Eu137Eu
64145Gd137Gd
65146Tb137Tb
66147Dy
67148Ho
68149Er
69150Tm
70151Yb
71152Lu
72153Hf

 

Externe Daten und Identifikatoren

Energieniveaus:NuDat 137Ba (Adopted Levels, Gammas)

Literatur und Quellen

[1] - C. Walz, H. Scheit, N. Pietralla, T. Aumann, R. Lefol, V. Yu. Ponomarev :
Observation of the competitive double-gamma nuclear decay.
In: Nature, (2015), DOI 10.1038/nature15543.

[2] - P.-A. Söderström, L. Capponi, E. Açıksöz, T. Otsuka, N. Tsoneva, Y. Tsunoda, D. L. Balabanski, N. Pietralla, G. L. Guardo, D. Lattuada, H. Lenske, C. Matei, D. Nichita, A. Pappalardo, T. Petruse:
Electromagnetic character of the competitive γγ/γ-decay from 137mBa.
In: Nature Communications, (2020), DOI 10.1038/s41467-020-16787-4.

 


Letzte Änderung am 21.04.2023.


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