Los isótopos de boro son variedades de átomos (y núcleos ) del elemento químico boro , que tienen un contenido diferente de neutrones en el núcleo.
El boro natural consta de dos isótopos estables : boro-10 con una concentración de aproximadamente 20 at.% y el resto, boro-11. La proporción de estos dos isótopos varía en diferentes fuentes naturales como resultado de procesos naturales de enriquecimiento en uno u otro isótopo. Las concentraciones de boro-10 y boro-11 promediadas sobre varias fuentes naturales de boro son 19,97 at.% y 80.17 at.%, respectivamente, con variaciones entre 18.929–20.386 y 79.614–81.071 at.%, respectivamente.
Todos los demás isótopos de boro son radiactivos , siendo el boro-8 el de vida más larga con una vida media de 770 ms.
Símbolo de nucleido |
Z ( pag ) | N( n ) | Masa isotópica [1] ( a.u.m. ) |
Vida media [2] (T 1/2 ) |
Canal de descomposición | producto de descomposición | Spin y paridad del núcleo [2] |
La prevalencia del isótopo en la naturaleza. |
Gama de cambios en la abundancia isotópica en la naturaleza |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Energía de excitación | |||||||||
7 B |
5 | 2 | 7.029712±(27) | (570 ± (14))⋅10 -24 s [ 801 ± (20) keV ] |
pags | 6 Ser |
(3/2−) | ||
ocho B |
5 | 3 | 8,0 246 073 ± (11) | 771,9±(9)ms | β + , α | cuatro Él |
2+ | ||
8m B |
10 624 ± (8) keV | 0+ | |||||||
9 B |
5 | cuatro | 9,0 133 296 ± (10) | (800 ± (300))⋅10 -21 s | pags | ocho Ser |
3/2- | ||
diez B |
5 | 5 | 10.012 936 862 ± (16) | estable | 3+ | [ 0.189 , 0.204 ] [3] | |||
once B |
5 | 6 | 11.009 305 167 ± (13) | estable | 3/2- | [ 0,796 , 0,811 ] [3] | |||
11m B |
12 560 ± (9) keV | 1/2+, (3/2+) | |||||||
12 B |
5 | 7 | 12,0 143 526 ± (14) | 20,20±(2)ms | β − ( 99,40 ± (2) %) | 12 C |
1+ | ||
β − , α ( 0,60 ± (2) %) | ocho Ser | ||||||||
13 B |
5 | ocho | 13,0 177 800 ± (11) | 17,16±(18)ms | β − ( 99.734 ± (36) %) | 13 C |
3/2- | ||
β − , norte ( 0,266 ± (36) %) | 12 C | ||||||||
catorce B |
5 | 9 | 14,025404±(23) | 12,36±(29)ms | β − ( 93,96 ± (23) %) | catorce C |
2− | ||
β − , norte ( 6,04 ± (23) %) | 13 C | ||||||||
14m B |
17 065 ± (29) keV | (4,15 ± (1,90))⋅10 -21 s | 0+ | ||||||
quince B |
5 | diez | 15,031087±(23) | 10,18±(35)ms | β − , n (> 98,7 ± (1,0) %) | catorce C |
3/2- | ||
β − (< 1,3 %) | quince C | ||||||||
β − , 2n (< 1,5 %) | 13 C | ||||||||
dieciséis B |
5 | once | 16,039841±(26) | > 4.6⋅10 -21 s | norte | quince B |
0− | ||
17 B |
5 | 12 | 17.04 693±(22) | 5,08±(5)ms | β − , norte ( 63 ± (1) %) | dieciséis C |
(3/2−) | ||
β − ( 21,1 ± (2,4) %) | 17 C | ||||||||
β − , 2n ( 12 ± (2) %) | quince C | ||||||||
β − , 3n ( 3,5 ± (7) %) | catorce C | ||||||||
β − , 4n ( 0,4 ± (3) %) | 13 C | ||||||||
Dieciocho B |
5 | 13 | 18,05 560±(22) | < 26 ns | norte | 17 B |
(2−) | ||
19 B |
5 | catorce | 19.06 417 ± (56) | 2,92±(13)ms | β − , norte ( 71 ± (9) %) | Dieciocho C |
(3/2−) | ||
β − , 2n ( 17 ± (5) %) | 17 C | ||||||||
β − , 3n (< 9,1 %) | dieciséis C | ||||||||
β − (> 2,9 %) | 19 C | ||||||||
veinte segundo [4] |
5 | quince | 20.07 451 ± (59) | > 912.4⋅10 -24 s | norte | 19 B |
(1−, 2−) | ||
21 segundo [4] |
5 | dieciséis | 21.08 415 ± (60) | > 760⋅10 -24 s | 2n | 19 B |
(3/2−) |
El boro-10 tiene una sección transversal de captura de neutrones térmicos muy alta , igual a 3837 barn (para la mayoría de los isótopos de otros elementos, esta sección transversal está cerca de unidades o fracciones de un granero), y cuando se captura un neutrón, se genera un boro excitado. Se forma 11 núcleos ( 11 B*), que inmediatamente se desintegra en dos núcleos estables ( partícula alfa y núcleo de litio-7), estos núcleos se desaceleran muy rápidamente en el medio, y no hay radiación penetrante (radiación gamma y neutrones), en contraste con reacciones similares de captura de neutrones por otros isótopos:
+ 2,31 MeV .Por lo tanto, 10 V como parte de una solución de ácido bórico y otros compuestos químicos , por ejemplo, carburo de boro , se usa en reactores nucleares para controlar la reactividad , así como para la protección biológica del personal contra los neutrones térmicos . Para aumentar la eficiencia de la absorción de neutrones, el boro utilizado en los reactores a veces se enriquece especialmente con el isótopo boro-10.
Además, los compuestos de boro se utilizan en la terapia de captura de neutrones para ciertos tipos de cáncer cerebral , el rango de núcleos ionizantes rápidos de helio-4 y litio-7 en los tejidos corporales es muy pequeño y, por lo tanto , los tejidos sanos no se ven afectados por la radiación ionizante .
El compuesto químico gaseoso de boro BF 3 se utiliza como medio de trabajo en las cámaras de ionización de los detectores de neutrones térmicos .
En 2015, un artículo publicado en la revista Science [ 5] propuso aplicar la medición de la proporción de isótopos de boro en rocas sedimentarias antiguas del período Pérmico tardío y el comienzo del período Triásico para determinar el cambio en la acidez del agua ( pH ) de los paleoocéanos en esas épocas, para explicar las posibles causas de la extinción masiva del Pérmico, principalmente de organismos acuáticos, probablemente provocada por un aumento global de la actividad volcánica, acompañado de la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera. Este método para determinar la acidez de los océanos antiguos aparentemente es más preciso que el método utilizado anteriormente para determinar la acidez a partir de la proporción de isótopos de calcio [6] e isótopos de carbono .