Isotop samarium

Samarium (₆₂Sm) yang terbentuk secara alami terdiri dari lima isotop stabil, ¹⁴⁴Sm, ¹⁴⁹Sm, ¹⁵⁰Sm, ¹⁵²Sm dan ¹⁵⁴Sm, serta dua radioisotop yang berumur sangat panjang, ¹⁴⁷Sm (waktu paruh: 1,06×10¹¹ tahun) dan ¹⁴⁸Sm (7×10¹⁵ tahun), dengan ¹⁵²Sm menjadi yang paling melimpah (26,75% kelimpahan alami). ¹⁴⁶Sm juga berumur cukup panjang (6,8×10⁷ tahun), tetapi tidak cukup panjang untuk bertahan dalam jumlah yang signifikan dari pembentukan Tata Surya di Bumi, meskipun tetap berguna dalam penanggalan radiometrik di Tata Surya sebagai radionuklida punah.

Isotop utama samarium

Iso­top Peluruhan kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk ^144Sm 3,08% stabil ^145Sm sintetis 340 hri ε ^145Pm ^146Sm sintetis 6,8×10^7 thn α ^142Nd ^147Sm 15,00% 1,06×10^11 thn α ^143Nd ^148Sm 11,25% 7×10^15 thn α ^144Nd ^149Sm 13,82% stabil ^150Sm 7,37% stabil ^151Sm sintetis 88,8 thn β^− ^151Eu ^152Sm 26,74% stabil ^153Sm sintetis 46,284 jam β^− ^153Eu ^154Sm 22,74% stabil
Berat atom standar Ar°(Sm)	150,36±0,02 150,36±0,02 (diringkas)
lihat bicara sunting

Selain isotop alami, radioisotop berumur paling panjang adalah ¹⁵¹Sm, yang memiliki waktu paruh 88,8 tahun, dan ¹⁴⁵Sm, yang memiliki waktu paruh 340 hari. Semua radioisotop yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari dua hari, dan sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 48 detik. Unsur ini juga memiliki dua belas isomer yang diketahui dengan yang paling stabil adalah ^141mSm (t_1/2 22,6 menit), ^143m1Sm (t_1/2 66 detik) dan ^139mSm (t_1/2 10,7 detik).

Isotop yang berumur panjang, ¹⁴⁶Sm, ¹⁴⁷Sm, dan ¹⁴⁸Sm, meluruh terutama melalui peluruhan alfa menjadi isotop neodimium. Isotop samarium yang lebih ringan dan tidak stabil meluruh terutama dengan menangkap elektron menjadi isotop prometium, sedangkan yang lebih berat meluruh melalui peluruhan beta menjadi isotop europium.

Samarium merupakan unsur paling ringan yang seluruh isotop stabilnya stabil secara pengamatan, artinya diperkirakan bersifat radioaktif dan meluruh, tetapi peluruhan sebenarnya belum teramati. Jika seluruh isotop stabil samarium ditemukan menjadi radioaktif, maka samarium akan menjadi unsur tanpa isotop stabil paling ringan ketiga, setelah teknesium (Z = 43) dan prometium (Z = 61).

Isotop samarium digunakan dalam penanggalan samarium–neodimium untuk menentukan hubungan usia batuan dan meteorit.

¹⁵¹Sm adalah sebuah produk fisi berumur menengah dan bertindak sebagai racun neutron dalam siklus bahan bakar nuklir. Produk fisi yang stabil, ¹⁴⁹Sm, juga merupakan racun neutron.

Daftar isotop

Nuklida	Z	N	Massa isotop (Da)	Waktu paruh	Mode peluruhan	Isotop anak	Spin dan paritas	Kelimpahan alami (fraksi mol)
	Energi eksitasi	Proporsi normal	Rentang variasi
^128Sm	62	66	127,95808(54)#	0,5# dtk	0+
^129Sm	62	67	128,95464(54)#	550(100) mdtk	5/2+#
^130Sm	62	68	129,94892(43)#	1# dtk	β^+	^130Pm	0+
^131Sm	62	69	130,94611(32)#	1,2(2) dtk	β^+	^131Pm	5/2+#
					β^+, p (langka)	^130Nd
^132Sm	62	70	131,94069(32)#	4,0(3) dtk	β^+	^132Pm	0+
					β^+, p	^131Nd
^133Sm	62	71	132,93867(21)#	2,90(17) dtk	β^+	^133Pm	(5/2+)
					β^+, p	^132Nd
^134Sm	62	72	133,93397(21)#	10(1) dtk	β^+	^134Pm	0+
^135Sm	62	73	134,93252(17)	10,3(5) dtk	β^+ (99,98%)	^135Pm	(7/2+)
					β^+, p (0,02%)	^134Nd
^135mSm	0(300)# keV	2,4(9) dtk	β^+	^135Pm	(3/2+, 5/2+)
^136Sm	62	74	135,928276(13)	47(2) dtk	β^+	^136Pm	0+
^136mSm	22647(11) keV	15(1) μdtk	(8−)
^137Sm	62	75	136,92697(5)	45(1) dtk	β^+	^137Pm	(9/2−)
^137mSm	180(50)# keV	20# dtk	β^+	^137Pm	1/2+#
^138Sm	62	76	137,923244(13)	3,1(2) mnt	β^+	^138Pm	0+
^139Sm	62	77	138,922297(12)	2,57(10) mnt	β^+	^139Pm	1/2+
^139mSm	457,40(22) keV	10,7(6) dtk	IT (93,7%)	^139Sm	11/2−
			β^+ (6,3%)	^139Pm
^140Sm	62	78	139,918995(13)	14,82(12) mnt	β^+	^140Pm	0+
^141Sm	62	79	140,918476(9)	10,2(2) mnt	β^+	^141Pm	1/2+
^141mSm	176,0(3) keV	22,6(2) mnt	β^+ (99,69%)	^141Pm	11/2−
			IT (0,31%)	^141Sm
^142Sm	62	80	141,915198(6)	72,49(5) mnt	β^+	^142Pm	0+
^143Sm	62	81	142,914628(4)	8,75(8) mnt	β^+	^143Pm	3/2+
^143m1Sm	753,99(16) keV	66(2) dtk	IT (99,76%)	^143Sm	11/2−
			β^+ (0,24%)	^143Pm
^143m2Sm	27938(13) keV	30(3) mdtk	23/2(−)
^144Sm	62	82	143,911999(3)	Stabil Secara Pengamatan	0+	0,0307(7)
^144mSm	2323,60(8) keV	880(25) ndtk	6+
^145Sm	62	83	144,913410(3)	340(3) hri	EC	^145Pm	7/2−
^145mSm	8786,2(7) keV	990(170) ndtk [0,96(+19−15) μdtk]	(49/2+)
^146Sm	62	84	145,913041(4)	6,8(7)×10^7 thn	α	^142Nd	0+	Renik
^147Sm	62	85	146,9148979(26)	1,06(2)×10^11 thn	α	^143Nd	7/2−	0,1499(18)
^148Sm	62	86	147,9148227(26)	7(3)×10^15 thn	α	^144Nd	0+	0,1124(10)
^149Sm	62	87	148.9171847(26)	Stabil Secara Pengamatan	7/2−	0,1382(7)
^150Sm	62	88	149,9172755(26)	Stabil Secara Pengamatan	0+	0,0738(1)
^151Sm	62	89	150,9199324(26)	88,8(24) thn	β^−	^151Eu	5/2−
^151mSm	261,13(4) keV	1,4(1) μdtk	(11/2)−
^152Sm	62	90	151,9197324(27)	Stabil Secara Pengamatan	0+	0,2675(16)
^153Sm	62	91	152,9220974(27)	46,284(4) jam	β^−	^153Eu	3/2+
^153mSm	98,37(10) keV	10,6(3) mdtk	IT	^153Sm	11/2−
^154Sm	62	92	153,9222093(27)	Stabil Secara Pengamatan	0+	0,2275(29)
^155Sm	62	93	154,9246402(28)	22,3(2) mnt	β^−	^155Eu	3/2−
^156Sm	62	94	155,925528(10)	9,4(2) jam	β^−	^156Eu	0+
^156mSm	1397,55(9) keV	185(7) ndtk	5−
^157Sm	62	95	156,92836(5)	8,03(7) mnt	β^−	^157Eu	(3/2−)
^158Sm	62	96	157,92999(8)	5,30(3) mnt	β^−	^158Eu	0+
^159Sm	62	97	158,93321(11)	11,37(15) dtk	β^−	^159Eu	5/2−
^160Sm	62	98	159,93514(21)#	9,6(3) dtk	β^−	^160Eu	0+
^161Sm	62	99	160,93883(32)#	4,8(8) dtk	β^−	^161Eu	7/2+#
^162Sm	62	100	161,94122(54)#	2,4(5) dtk	β^−	^162Eu	0+
^163Sm	62	101	162,94536(75)#	1# dtk	β^−	^163Eu	1/2−#
^164Sm	62	102	163,94828(86)#	500# mdtk	β^−	^164Eu	0+
^165Sm	62	103	164,95298(97)#	200# mdtk	β^−	^165Eu	5/2−#
Header & footer tabel ini:  view

1. ^mSm – Isomer nuklir tereksitasi.
2. ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
3. # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
4. Waktu paruh tebal – hampir stabil, waktu paruh lebih lama dari umur alam semesta.
5. # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
6. Mode peluruhan:

   IT:	Transisi isomerik
   p:	Emisi proton

7. Simbol miring tebal sebagai anak – Produk anak hampir stabil.
8. Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
9. ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
10. Diyakini mengalami peluruhan β⁺β⁺ menjadi ¹⁴⁴Nd
11. Radionuklida primordial
12. Produk fisi
13. Digunakan dalam penanggalan samarium–neodimium
14. Racun neutron dalam reaktor
15. Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁴⁵Nd dengan waktu paruh lebih dari 2×10¹⁵ tahun
16. Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁴⁶Nd
17. Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁴⁸Nd
18. Diyakini mengalami peluruhan β⁻β⁻ menjadi ¹⁵⁴Gd dengan waktu paruh lebih dari 2,3×10¹⁸ tahun

Samarium-149

Samarium-149 (¹⁴⁹Sm) adalah sebuah isotop samarium yang stabil secara pengamatan (diprediksi akan meluruh, tetapi tidak ada peluruhan yang pernah teramati, memberinya waktu paruh setidaknya beberapa kali lipat lebih lama daripada usia alam semesta), dan sebuah produk fisi (hasil 1,0888%), yang juga merupakan racun nuklir penyerap neutron dengan efek yang signifikan pada operasi reaktor nuklir, kedua setelah ¹³⁵Xe. Penampang neutronnya adalah 40140 barn untuk neutron termal.

Konsentrasi kesetimbangan (dan efek pengracunan) mencapai nilai kesetimbangan dalam waktu sekitar 500 jam (sekitar 20 hari) operasi reaktor, dan karena ¹⁴⁹Sm itu stabil, konsentrasi pada dasarnya tetap konstan selama operasi reaktor lebih lanjut. Ia kontras dengan ¹³⁵Xe, yang terakumulasi dari peluruhan beta ¹³⁵I (sebuah produk fisi berumur pendek) dan memiliki penampang neutron yang tinggi, tetapi ia sendiri meluruh dengan waktu paruh 9,2 jam (jadi tidak tetap dalam konsentrasi konstan lama setelah reaktor dimatikan), menyebabkan apa yang disebut biji xenon.

Samarium-151

Produk fisi berumur menengah

	t½ (tahun)	Hasil (%)	Q (keV)	βγ
^155Eu	4,76	0,0803	252	βγ
^85Kr	10,76	0,2180	687	βγ
^113mCd	14,1	0,0008	316	β
^90Sr	28,9	4,505	2826	β
^137Cs	30,23	6,337	1176	βγ
^121mSn	43,9	0,00005	390	βγ
^151Sm	88,8	0,5314	77	β

Hasil, % per fisi

	Termal	Cepat	14 MeV
^232Th	tidak fisil	0,399 ± 0,065	0,165 ± 0,035
^233U	0,333 ± 0,017	0,312 ± 0,014	0,49 ± 0,11
^235U	0,4204 ± 0,0071	0,431 ± 0,015	0,388 ± 0,061
^238U	tidak fisil	0,810 ± 0,012	0,800 ± 0,057
^239Pu	0,776 ± 0,018	0,797 ± 0,037	?
^241Pu	0,86 ± 0,24	0,910 ± 0,025	?

Samarium-151 (¹⁵¹Sm) memiliki waktu paruh 88,8 tahun, mengalami peluruhan beta berenergi rendah, dan memiliki hasil produk fisi sebesar 0,4203% untuk neutron termal dan ²³⁵U, sekitar 39% dari hasil ¹⁴⁹Sm. Hasilnya agak lebih tinggi untuk ²³⁹Pu.

Penampang serapan neutronnya untuk neutron termal tergolong tinggi di angka 15200 barn, sekitar 38% dari penampang serapan ¹⁴⁹Sm atau sekitar 20 kali dari ²³⁵U. Karena rasio antara produksi dan tingkat penyerapan ¹⁵¹Sm dan ¹⁴⁹Sm hampir sama, kedua isotop ini harus mencapai konsentrasi kesetimbangan yang sama pula. Karena ¹⁴⁹Sm mencapai kesetimbangan dalam waktu sekitar 500 jam (20 hari), ¹⁵¹Sm akan mencapai kesetimbangan dalam waktu sekitar 50 hari.

Karena bahan bakar nuklir digunakan selama beberapa tahun (pembakaran) dalam pembangkit listrik tenaga nuklir, jumlah akhir dari ¹⁵¹Sm dalam bahan bakar nuklir bekas saat pelepasan hanya sebagian kecil dari total ¹⁵¹Sm yang dihasilkan selama penggunaan bahan bakar. Menurut sebuah penelitian, fraksi massa ¹⁵¹Sm dalam bahan bakar bekas adalah sekitar 0,0025 untuk pemuatan berat bahan bakar MOX dan sekitar setengahnya untuk bahan bakar uranium, yang kira-kira dua kali lipat lebih kecil dari fraksi massa sekitar 0,15 untuk bahan bakar sebuah produk fisi berumur menengah, ¹³⁷Cs. Energi peluruhan ¹⁵¹Sm juga sekitar satu urutan besaran lebih kurang dari ¹³⁷Cs. Hasil yang rendah, tingkat sintasan yang rendah, dan energi peluruhan yang rendah berarti bahwa ¹⁵¹Sm memiliki dampak limbah nuklir yang tidak signifikan bila dibandingkan dengan dua produk fisi berumur menengah utama, ¹³⁷Cs dan ⁹⁰Sr.

Samarium-153

Samarium-153 (¹⁵³Sm) memiliki waktu paruh 46,3 jam, mengalami peluruhan β⁻ menjadi ¹⁵³Eu. Sebagai komponen dari samarium leksidronam, ia digunakan dalam paliatif kanker tulang. Ia diperlakukan oleh tubuh dengan cara yang mirip dengan kalsium, dan secara selektif melokalisasi ke dalam tulang.

Referensi

1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
2. Samir Maji; et al. (2006). "Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis". Analyst. 131 (12): 1332–1334. Bibcode:2006Ana...131.1332M. doi:10.1039/b608157f. PMID 17124541. 
3. Kinoshita, N.; Paul, M.; Kashiv, Y.; Collon, P.; Deibel, C. M.; DiGiovine, B.; Greene, J. P.; Henderson, D. J.; Jiang, C. L.; Marley, S. T.; Nakanishi, T.; Pardo, R. C.; Rehm, K. E.; Robertson, D.; Scott, R.; Schmitt, C.; Tang, X. D.; Vondrasek, R.; Yokoyama, A. (30 March 2012). "A Shorter 146Sm Half-Life Measured and Implications for 146Sm-142Nd Chronology in the Solar System". Science (dalam bahasa Inggris). 335 (6076): 1614–1617. arXiv:1109.4805 . Bibcode:2012Sci...335.1614K. doi:10.1126/science.1215510. ISSN 0036-8075. PMID 22461609. 
4. He, M.; Shen, H.; Shi, G.; Yin, X.; Tian, W.; Jiang, S. (2009). "Half-life of ¹⁵¹Sm remeasured". Physical Review C. 80 (6). Bibcode:2009PhRvC..80f4305H. doi:10.1103/PhysRevC.80.064305. 
5. Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae. 
6. Belli, P.; Bernabei, R.; Danevich, F. A.; Incicchitti, A.; Tretyak, V. I. (2019). "Experimental searches for rare alpha and beta decays". European Physical Journal A. 55 (140): 4–6. arXiv:1908.11458 . doi:10.1140/epja/i2019-12823-2. 
7. https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c3.htm Cumulative Fission Yields, IAEA
8. Christophe Demazière. "Reactor Physics Calculations on MOX Fuel in Boiling Water Reactors (BWRs)" (PDF). OECD Nuclear Energy Agency.  Gambar 2, halaman 6
10. Ballantyne, Jane C; Fishman, Scott M; Rathmell, James P. (1 Oktober 2009). Bonica's Management of Pain. Lippincott Williams & Wilkins. hlm. 655–. ISBN 978-0-7817-6827-6. Diakses tanggal 9 Juli 2022. 

• Massa isotop dari:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
• Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 . 
  • Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 . 
• "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005. 
• Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
  • National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven. 
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.