[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki20\/2021\/01\/23\/isotope-des-thoriums-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki20\/2021\/01\/23\/isotope-des-thoriums-wikipedia\/","headline":"Isotope des Thoriums – Wikipedia","name":"Isotope des Thoriums – Wikipedia","description":"Thorium (90Th) hat sieben nat\u00fcrlich vorkommende Isotope, aber keines ist stabil. 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Ein Isotop, 232Diese verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig stabil, mit einer Halbwertszeit von 1,405 \u00d7 1010 Jahre, erheblich l\u00e4nger als das Alter der Erde und sogar etwas l\u00e4nger als das allgemein akzeptierte Alter des Universums.  Dieses Isotop macht fast alles nat\u00fcrliche Thorium aus, daher wurde Thorium als mononuklid angesehen.  Im Jahr 2013 stufte IUPAC Thorium jedoch aufgrund gro\u00dfer Mengen von Thorium als binuklidisch ein 230Th in tiefem Meerwasser.  Thorium hat eine charakteristische terrestrische Isotopenzusammensetzung und somit kann ein Standardatomgewicht angegeben werden.  Einunddrei\u00dfig Radioisotope wurden charakterisiert, wobei das stabilste Wesen ist 232Th, 230Th mit einer Halbwertszeit von 75.380 Jahren, 229Th mit einer Halbwertszeit von 7.917 Jahren,[1]  und 228Th mit einer Halbwertszeit von 1,92 Jahren.  Alle verbleibenden radioaktiven Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 30 Tagen und die meisten von ihnen haben Halbwertszeiten von weniger als zehn Minuten.  Ein Isotop, 229Th, hat ein Kernisomer (oder einen metastabilen Zustand) mit einer bemerkenswert niedrigen Anregungsenergie,[3]  k\u00fcrzlich gemessen mit 8,28 \u00b1 0,17 eV.[4]  Es wurde vorgeschlagen, eine Laserspektroskopie der 229Der Kern und nutzen den energiearmen \u00dcbergang f\u00fcr die Entwicklung einer Kernuhr mit extrem hoher Genauigkeit.[5][6]Die bekannten Thoriumisotope haben eine Massenzahl von 208[7]  bis 238.Table of Contents  Liste der Isotope[edit]Linsen mit geringer Dispersion[edit]Aktiniden vs. Spaltprodukte[edit]Bemerkenswerte Isotope[edit]Thorium-228[edit]Thorium-229[edit]Thorium-229m[edit]Thorium-230[edit]Thorium-231[edit]Thorium-232[edit]Thorium-233[edit]Thorium-234[edit]Verweise[edit]Liste der Isotope[edit]Nuklid[n 1]HistorischNameZ.N.Isotopenmasse (Da)[n 2][n 3]Halbes Leben[n 4]ZerfallenModus[n 5]TochterIsotop[n 6]Spin undParit\u00e4t[n 7][n 8]Nat\u00fcrliche F\u00fclle (Molenbruch)AnregungsenergieNormaler AnteilVariationsbereich208Th[7]90118208,01791 (4)1,7 (+ 1,7-0,6) ms\u03b1204Ra0+209Th[8]90119209,01772 (11)7 (5) ms[3.8(+69\u221215)]\u03b1205Ra5 \/ 2\u2212 #210Th90120210,015075 (27)17 (11) ms[9(+17\u22124)\u00a0ms]\u03b1206Ra0+\u03b2+ (Selten)210Ac211Th90121211,01493 (8)48 (20) ms[0.04(+3\u22121)\u00a0s]\u03b1207Ra5 \/ 2\u2212 #\u03b2+ (Selten)211Ac212Th90122212,01298 (2)36 (15) ms[30(+20-10)\u00a0ms]\u03b1 (99,7%)208Ra0+\u03b2+ (.3%)212Ac213Th90123213.01301 (8)140 (25) ms\u03b1209Ra5 \/ 2\u2212 #\u03b2+ (Selten)213Ac214Th90124214.011500 (18)100 (25) ms\u03b1210Ra0+215Th90125215,011730 (29)1,2 (2) s\u03b1211Ra(1 \/ 2\u2212)216Th90126216.011062 (14)26,8 (3) ms\u03b1 (99,99%)212Ra0+\u03b2+ (0,006%)216Ac216 m1Th2042 (13) keV137 (4) us(8+)216 m2Th2637 (20) keV615 (55) ns(11\u2212)217Th90127217,013114 (22)240 (5) us\u03b1213Ra(9\/2 +)218Th90128218,013284 (14)109 (13) ns\u03b1214Ra0+219Th90129219,01554 (5)1,05 (3) us\u03b1215Ra9\/2 + #\u03b2+ (10\u22127%)219Ac220Th90130220,015748 (24)9,7 (6) us\u03b1216Ra0+EC (2 \u00d7 10\u22127%)220Ac221Th90131221,018184 (10)1,73 (3) ms\u03b1217Ra(7\/2 +)222Th90132222,018468 (13)2,237 (13) ms\u03b1218Ra0+EC (1,3 \u00d7 10\u22128%)222Ac223Th90133223,020811 (10)0,60 (2) s\u03b1219Ra(5\/2) +224Th90134224,021467 (12)1,05 (2) s\u03b1220Ra0+\u03b2+\u03b2+ (Selten)224RaCD208Pb16\u00d6225Th90135225,023951 (5)8,72 (4) min\u03b1 (90%)221Ra(3\/2) +EG (10%)225Ac226Th90136226,024903 (5)30,57 (10) min\u03b1222Ra0+227ThRadioactinium90137227,0277041 (27)18,68 (9) d\u03b1223Ra1\/2 +Spur[n 9]228ThRadiothorium90138228,0287411 (24)1,9116 (16) y\u03b1224Ra0+Spur[n 10]CD (1,3 \u00d7 10\u221211%)208Pb20\u00d6229Th90139229,031762 (3)7,34 (16) \u00d7 103 y\u03b1225Ra5\/2 +Spur[n 11]229mTh8,3 (2) eV[4]7 (1) us[9]ES229Th3\/2 +230Th[n 12]Ionium90140230,0331338 (19)7,538 (30) \u00d7 104 y\u03b1226Ra0+0,0002 (2)[n 13]CD (5,6 \u00d7 10\u221211%)206Hg24NeSF (5 \u00d7 10\u221211%)(Verschiedene)231ThUran Y.90141231,0363043 (19)25,52 (1) h\u03b2– –231Pa5\/2 +Spur[n 9]\u03b1 (10\u22128%)227Ra232Th[n 14]Thorium90142232,0380553 (21)1,405 (6) \u00d7 1010 y\u03b1228Ra0+0,9998 (2)\u03b2– –\u03b2– – (Selten)232U.SF (1,1 \u00d7 10\u22129%)(verschiedene)CD (2,78 \u00d7 10\u221210%)182Yb26Ne24Ne233Th90143233,0415818 (21)21,83 (4) min\u03b2– –233Pa1\/2 +234ThUran X.190144234.043601 (4)24,10 (3) d\u03b2– –234mPa0+Spur[n 13]235Th90145235,04751 (5)7,2 (1) min\u03b2– –235Pa(1\/2 +) #236Th90146236.04987 (21) #37,5 (2) min\u03b2– –236Pa0+237Th90147237.05389 (39) #4,8 (5) min\u03b2– –237Pa5\/2 + #238Th90148238.0565 (3) #9,4 (20) min\u03b2– –238Pa0+^ mTh – angeregtes Kernisomer.^ () – Unsicherheit (1\u03c3) wird in Klammern nach den entsprechenden letzten Ziffern in pr\u00e4gnanter Form angegeben.^ # – Mit # gekennzeichnete Atommasse: Wert und Unsicherheit stammen nicht aus rein experimentellen Daten, sondern zumindest teilweise aus Trends der Massenoberfl\u00e4che (TMS).^ Mutige Halbwertszeit – fast stabil, Halbwertszeit l\u00e4nger als das Alter des Universums.^ Arten des Verfalls:^ Fettgedrucktes Symbol als Tochter – Tochterprodukt ist stabil.^ () Spin-Wert – Zeigt Spin mit schwachen Zuweisungsargumenten an.^ # – Mit # gekennzeichnete Werte stammen nicht nur aus experimentellen Daten, sondern zumindest teilweise aus Trends benachbarter Nuklide (TNN).^ ein b Zwischenzerfallsprodukt von 235U.^ Zwischenzerfallsprodukt von 232Th^ Zwischenzerfallsprodukt von 237Np^ Wird bei der Uran-Thorium-Datierung verwendet^ ein b Zwischenzerfallsprodukt von 238U.^ Urspr\u00fcngliches RadionuklidThorium wurde f\u00fcr die Verwendung in der auf Thorium basierenden Kernenergie vorgeschlagen.Es ist radioaktiv, in vielen L\u00e4ndern ist die Verwendung von Thorium in Konsumg\u00fctern verboten oder wird davon abgeraten.Es wird derzeit in Kathoden von Vakuumr\u00f6hren f\u00fcr eine Kombination aus physikalischer Stabilit\u00e4t bei hoher Temperatur und geringer Arbeitsenergie verwendet, die erforderlich ist, um ein Elektron von seiner Oberfl\u00e4che zu entfernen.Es wird seit etwa einem Jahrhundert in M\u00e4nteln aus Gas- und Dampflampen wie Gaslampen und Campinglaternen verwendet.  Linsen mit geringer Dispersion[edit]Thorium wurde auch in bestimmten Glaselementen von verwendet Aero-Ektar Objektive von Kodak w\u00e4hrend des Zweiten Weltkriegs.  Somit sind sie schwach radioaktiv.[10]  Zwei der Glaselemente in den 1: 2,5-Aero-Ektar-Linsen sind 11 Gew .-% und 13 Gew .-% Thorium.  Die Thorium enthaltenden Gl\u00e4ser wurden verwendet, weil sie einen hohen Brechungsindex mit einer geringen Dispersion (Variation des Index mit der Wellenl\u00e4nge) aufweisen, eine \u00e4u\u00dferst w\u00fcnschenswerte Eigenschaft.  Viele \u00fcberlebende Aero-Ektar-Linsen haben eine teefarbene T\u00f6nung, m\u00f6glicherweise aufgrund von Strahlensch\u00e4den am Glas.Da diese Linsen zur Luftaufkl\u00e4rung verwendet wurden, ist das Strahlungsniveau nicht hoch genug, um den Film \u00fcber einen kurzen Zeitraum zu beschlagen.  Dies w\u00fcrde anzeigen, dass das Strahlungsniveau ziemlich sicher ist.  Bei Nichtgebrauch ist es jedoch ratsam, diese Linsen so weit wie m\u00f6glich von normal bewohnten Gebieten entfernt aufzubewahren.  Erm\u00f6glichen, dass die umgekehrte quadratische Beziehung die Strahlung abschw\u00e4cht.[11]Aktiniden vs. Spaltprodukte[edit]Bemerkenswerte Isotope[edit]Thorium-228[edit]228Th ist ein Isotop von Thorium mit 138 Neutronen.  Es wurde einst Radiothorium genannt, da es in der Zerfallskette von Thorium-232 vorkommt.  Es hat eine Halbwertszeit von 1,9116 Jahren.  Es erf\u00e4hrt Alpha-Zerfall zu 224Ra.  Gelegentlich zerf\u00e4llt es auf dem ungew\u00f6hnlichen Weg des Clusterzerfalls und emittiert einen Kern von 20O und stabil produzieren 208Pb.  Es ist ein Tochterisotop von 232U.228Th hat ein Atomgewicht von 228,0287411 Gramm \/ Mol.Thorium-229[edit]229Th ist ein radioaktives Isotop von Thorium, das durch Alpha-Emission mit einer Halbwertszeit von 7917 Jahren zerf\u00e4llt.[1]229Th wird durch den Zerfall von Uran-233 erzeugt und wird haupts\u00e4chlich zur Herstellung der medizinischen Isotope Actinium-225 und Wismut-213 verwendet.[17]Thorium-229m[edit]1976 zeigte die Gammastrahlenspektroskopie erstmals, dass 229Th hat ein Kernisomer, 229mTh, mit einer bemerkenswert niedrigen Anregungsenergie.[18]  Zu diesem Zeitpunkt wurde angenommen, dass die Energie unter 100 eV liegt, was ausschlie\u00dflich auf der Nichtbeobachtung des direkten Zerfalls des Isomers beruht.  Weitere Messungen im Jahr 1990 f\u00fchrten jedoch zu dem Schluss, dass die Energie mit ziemlicher Sicherheit unter 10 eV liegt.[19]  Das Isomer wird zu dem Isomer mit der niedrigsten bekannten Anregungsenergie.  In den folgenden Jahren wurde die Energie weiter auf 3,5 \u00b1 1,0 eV beschr\u00e4nkt, was lange Zeit der akzeptierte Energiewert war.[20] Eine derart niedrige Energie weckte bald ein gewisses Interesse, da sie konzeptionell eine direkte Laseranregung des Kernzustands erm\u00f6glicht.[21]  Dies f\u00fchrt zu einigen interessanten Anwendungsm\u00f6glichkeiten, z. B. zur Entwicklung einer Atomuhr mit sehr hoher Genauigkeit[5][6]  oder als Qubit f\u00fcr Quantencomputer.[22]Kernlaseranregung von 229mDies und damit auch die Entwicklung einer Kernuhr wurde bisher durch unzureichende Kenntnisse \u00fcber die isomeren Eigenschaften behindert.  Eine genaue Kenntnis der isomeren Energie ist in diesem Zusammenhang von besonderer Bedeutung, da sie die erforderliche Lasertechnologie bestimmt und die Abtastzeiten bei der Suche nach der direkten Anregung verk\u00fcrzt.  Dies l\u00f6ste eine Vielzahl theoretischer und experimenteller Untersuchungen aus, bei denen versucht wurde, die \u00dcbergangsenergie genau zu bestimmen und andere Eigenschaften des isomeren Zustands von zu spezifizieren 229Th (wie die Lebensdauer und das magnetische Moment).[23]Die direkte Beobachtung von Photonen, die beim isomeren Zerfall emittiert werden, w\u00fcrde wesentlich dazu beitragen, den isomeren Energiewert zu bestimmen.  Leider gibt es bis heute keinen vollst\u00e4ndig abschlie\u00dfenden Bericht \u00fcber die Detektion von Photonen, die beim Zerfall von emittiert werden 229mTh.  Stattdessen wurden 2007 verbesserte Gammastrahlenspektroskopiemessungen unter Verwendung eines hochaufl\u00f6senden R\u00f6ntgenmikrokalorimeters durchgef\u00fchrt, was einen neuen Wert f\u00fcr die \u00dcbergangsenergie von E = 7,6 \u00b1 0,5 eV ergab.[24]  korrigiert auf E = 7,8 \u00b1 0,5 eV im Jahr 2009.[25]  Diese Verschiebung der isomeren Energie von 3,5 eV auf 7,8 eV erkl\u00e4rt m\u00f6glicherweise, warum mehrere fr\u00fche Versuche, den \u00dcbergang direkt zu beobachten, erfolglos waren.  Die meisten der j\u00fcngsten Suchen nach Licht, das beim isomeren Zerfall emittiert wurde, konnten jedoch kein Signal beobachten.[26][27][28][29]  Hinweis auf einen potenziell starken nicht strahlenden Zerfallskanal.  Ein direkter Nachweis von Photonen, die beim isomeren Zerfall emittiert werden, wurde 2012 beansprucht[30]  und wieder im Jahr 2018.[31]  Beide Berichte sind derzeit jedoch Gegenstand kontroverser Diskussionen innerhalb der Community.[32][33]Eine direkte Detektion von Elektronen, die im internen Umwandlungsabfallkanal von emittiert werden 229mDies wurde im Jahr 2016 erreicht.[34]  Zu diesem Zeitpunkt konnte die \u00dcbergangsenergie des Isomers jedoch nur schwach auf 6,3 bis 18,3 eV beschr\u00e4nkt werden.  Schlie\u00dflich erm\u00f6glichte 2019 die nichtoptische Elektronenspektroskopie der im isomeren Zerfall emittierten internen Umwandlungselektronen eine Bestimmung der Anregungsenergie des Isomers an 8.28\u00b10,17 eV, der den genauesten Energiewert von heute darstellt.[4]  Dieser Wert steht jedoch im Widerspruch zum Vorabdruck von 2018, der zeigt, dass ein \u00e4hnliches Signal wie ein Xenon-VUV-Photon mit 8,4 eV gezeigt werden kann, jedoch mit ungef\u00e4hr 1.3+0,2\u22120.1 eV weniger Energie und eine Lebensdauer von 1880 s.[31]  In diesem Papier 229Th war in SiO eingebettet2Dies f\u00fchrt m\u00f6glicherweise zu einer Energieverschiebung und einer ver\u00e4nderten Lebensdauer, obwohl die beteiligten Staaten haupts\u00e4chlich nuklear sind und sie vor elektronischen Wechselwirkungen sch\u00fctzen.Als Besonderheit der extrem niedrigen Anregungsenergie ist die Lebensdauer von 229mDies h\u00e4ngt sehr stark von der elektronischen Umgebung des Kerns ab.  Im 229Bei den Ionen ist der interne Umwandlungszerfallskanal energetisch verboten, da die isomere Energie unter der Energie liegt, die f\u00fcr die weitere Ionisierung von Th erforderlich ist+.  Dies f\u00fchrt zu einer Lebensdauer, die sich der Strahlungslebensdauer von ann\u00e4hern kann 229mTh, f\u00fcr das keine Messung existiert, von dem jedoch theoretisch vorhergesagt wurde, dass es im Bereich zwischen 10 liegt3 bis 104 Sekunden.[35][36]  Experimentell f\u00fcr 229mTh2+ und 229mTh3+ Ionen wurde eine Isomerenlebensdauer von mehr als 1 Minute gefunden.[34]  Im Gegensatz dazu neutral 229Durch die Atome wird der interne Umwandlungszerfallskanal zugelassen, was zu einer isomeren Lebensdauer f\u00fchrt, die um 9 Gr\u00f6\u00dfenordnungen auf etwa 10 Mikrosekunden reduziert wird.[37][35]  Eine Lebensdauer im Bereich von wenigen Mikrosekunden wurde 2017 tats\u00e4chlich f\u00fcr neutrale, oberfl\u00e4chengebundene best\u00e4tigt 229mTh-Atome, basierend auf der Detektion des internen Konversionszerfallsignals.[9]In einem Experiment von 2018 konnte eine erste laserspektroskopische Charakterisierung der nuklearen Eigenschaften von durchgef\u00fchrt werden 229mTh.[38]  In diesem Experiment wurde die Laserspektroskopie der 229Die Atomh\u00fclle wurde unter Verwendung von a durchgef\u00fchrt 229Th2+ Ionenwolke mit 2% der Ionen im angeregten Kernzustand.  Dies erm\u00f6glichte es, nach der Hyperfeinverschiebung zu suchen, die durch die verschiedenen Kernspinzust\u00e4nde des Bodens und den Isomerenzustand induziert wird.  Auf diese Weise wird ein erster experimenteller Wert f\u00fcr den magnetischen Dipol und das elektrische Quadrupolmoment von 229mDas k\u00f6nnte gefolgert werden.Im Jahr 2019 wurde die Anregungsenergie des Isomers auf beschr\u00e4nkt 8.28\u00b10,17 eV basierend auf der direkten Detektion interner Umwandlungselektronen[4]  und eine sichere Bev\u00f6lkerung von 229mTh aus dem nuklearen Grundzustand wurde durch Anregung des 29 keV nuklear angeregten Zustands \u00fcber Synchrotronstrahlung erreicht.[39]    Zus\u00e4tzliche Messungen einer anderen Gruppe im Jahr 2020 ergaben eine Zahl von 8.10\u00b10,17 eV ((153.1\u00b13,2 nm Wellenl\u00e4nge).[40]    Wenn wir diese Messungen kombinieren, haben wir eine erwartete \u00dcbergangsenergie von 8.12\u00b10,11 eV.[41]Der 29189,93 eV angeregte Zustand von 229Th zerf\u00e4llt mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% in den isomeren Zustand.  Beide Messungen sind weitere wichtige Schritte zur Entwicklung einer Atomuhr.  Auch Gammaspektroskopie-Experimente best\u00e4tigten die Aufteilung der Energie von 8,3 eV aus der Entfernung auf das Niveau von 29189,93 eV.[42]  8,28 eV (150 nm) ist als 7. Harmonische eines Ytterbiumfaserlasers mit dem VUV-Frequenzkamm erreichbar.[43][44][45]  M\u00f6glicherweise ist eine kontinuierliche Wellenphasenanpassung zur Erzeugung von Harmonischen verf\u00fcgbar.[46]Thorium-230[edit]230Th ist ein radioaktives Isotop von Thorium, mit dem Korallen datiert und der Stromfluss des Ozeans bestimmt werden kann. Ionium war ein Name, der zu Beginn der Untersuchung radioaktiver Elemente an die 230Das in der Zerfallskette von 238U bevor festgestellt wurde, dass Ionium und Thorium chemisch identisch sind.  Das Symbol Io wurde f\u00fcr dieses vermeintliche Element verwendet.  (Der Name wird immer noch in der Ionium-Thorium-Datierung verwendet.)Thorium-231[edit]231Th hat 141 Neutronen.  Es ist das Zerfallsprodukt von Uran-235.  Es kommt in sehr geringen Mengen auf der Erde vor und hat eine Halbwertszeit von 25,5 Stunden.[47]  Wenn es zerf\u00e4llt, sendet es einen Betastrahl aus und bildet Protactinium-231.  Es hat eine Zerfallsenergie von 0,39 MeV.  Es hat eine Masse von 231,0363043 Gramm \/ Mol.Thorium-232[edit]232Th ist das einzige Urnuklid von Thorium und macht effektiv das gesamte nat\u00fcrliche Thorium aus, wobei andere Isotope von Thorium nur in Spuren als relativ kurzlebige Zerfallsprodukte von Uran und Thorium auftreten.[48] Das Isotop zerf\u00e4llt durch Alpha-Zerfall mit einer Halbwertszeit von 1,405\u00d71010  Jahre, mehr als das Dreifache des Alters der Erde und ungef\u00e4hr das Alter des Universums.  Seine Zerfallskette ist die Thoriumreihe, die schlie\u00dflich in Blei-208 endet.  Der Rest der Kette ist schnell;  Die l\u00e4ngsten Halbwertszeiten betragen 5,75 Jahre f\u00fcr Radium-228 und 1,91 Jahre f\u00fcr Thorium-228, wobei alle anderen Halbwertszeiten weniger als 15 Tage betragen.[49]232Dies ist ein fruchtbares Material, das ein Neutron absorbieren und in das spaltbare Nuklid Uran-233 umgewandelt werden kann, das die Grundlage des Thoriumbrennstoffkreislaufs bildet.[50]In Form von Thorotrast, einer Thoriumdioxidsuspension, wurde es als Kontrastmittel in der fr\u00fchen R\u00f6ntgendiagnostik verwendet.  Thorium-232 wird jetzt als krebserregend eingestuft.[51]Thorium-233[edit]233Th ist ein Isotop von Thorium, das durch Beta-Zerfall in Protactinium-233 zerf\u00e4llt.  Es hat eine Halbwertszeit von 21,83 Minuten.[52]Thorium-234[edit]234Th ist ein Isotop von Thorium, dessen Kerne 144 Neutronen enthalten. 234Th hat eine Halbwertszeit von 24,1 Tagen, und wenn es zerf\u00e4llt, emittiert es ein Beta-Teilchen und wandelt sich dabei in Protactinium-234 um. 234Th hat eine Masse von 234,0436 Atommasseneinheiten (amu) und eine Zerfallsenergie von etwa 270 keV (Kiloelektronenvolt).  Uran-238 zerf\u00e4llt normalerweise in dieses Isotop des Thoriums (obwohl es in seltenen F\u00e4llen stattdessen eine spontane Spaltung eingehen kann).Verweise[edit]^ ein b c Varga, Z.;  Nicholl, A.;  Mayer, K. (2014).  “Bestimmung der 229Die Halbwertszeit “. K\u00f6rperliche \u00dcberpr\u00fcfung C.. 89 (6): 064310. doi:10.1103 \/ PhysRevC.89.064310.^ Meija, Juris;  et al.  (2016). “Atomgewichte der Elemente 2013 (IUPAC Technical Report)”. Reine und Angewandte Chemie. 88 (3): 265\u201391.  doi:10.1515 \/ pac-2015-0305.^ E. Ruchowska (2006). “Kernstruktur von 229Th “. Phys.  Rev. 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