가돌리늄 동위 원소

Isotopes of gadolinium
가돌리늄 동위 원소 (64Gd)
주동위원소[1] 썩음
흥겨운 ­춤 반감기 (t1/2) 모드 ­ 제품
148그디 신스 86.9 y[2] α 144스엠
150그디 신스 1.79x106 y α 146스엠
152그디 0.2% 1.08x1014 y α 148스엠
153그디 신스 240.6 d ε 153에우
154그디 2.18% 안정적인.
155그디 14.8% 안정적인.
156그디 20.5% 안정적인.
157그디 15.7% 안정적인.
158그디 24.8% 안정적인.
160그디 21.9% 안정적인.
표준 원자량 Ar°(Gd)
  • 157.25±0.03
  • 157.25±0.03 (abridged)[3][4]

자연적으로 발생하는 가돌리늄(64Gd)은 6개의 안정 동위 원소인 Gd, Gd, Gd, Gd로 구성되어 있으며, 1개의 방사성 동위 원소인 Gd로 구성되어 있으며, Gd가 가장 풍부합니다(자연 존재비 24.84%). Gd의 예측된 이중 베타 붕괴는 관찰된 적이 없으며, 1.3×10년21 이상의 반감기에 대한 하한만 실험적으로 설정되었습니다.[5]

33개의 방사성 동위원소가 특징지어졌는데, 가장 안정적인 것은 반감기가 1.08×10년인14 알파 붕괴 Gd(자연발생)이고, 반감기가 1.79×10년인6 Gd입니다. 나머지 방사성 동위원소들은 모두 반감기가 100년 미만이며, 대부분 반감기가 24.6초 미만입니다. 가돌리늄 동위원소는 10개의 준안정 이성질체를 가지며, 가장 안정한 것은 Gd(t=110초), Gd(t=85초), Gd(t=24.5초)입니다.

가장 풍부한 안정 동위 원소인 Gd보다 낮은 원자량에서의 1차 붕괴 모드는 전자 포획이며, 높은 원자량에서의 1차 붕괴 모드는 베타 붕괴입니다. Gd보다 가벼운 동위 원소의 주요 붕괴 생성물은 유로퓸의 동위 원소이고, 무거운 동위 원소의 주요 생성물은 테르븀의 동위 원소입니다.

동위 원소 목록

핵종
[n 1] 		Z N 동위원소 질량 (다)
[n 2][n 3] 		반감기
[n 4][n 5] 		썩음
모드
[n 6] 		딸.
동위 원소
[n 7][n 8] 		스핀 앤
동등한
[n 9][n 5] 		자연풍부 (mole 분율)
들뜸에너지[n 5] 정상 비율 변동범위
135그디 64 71 134.95250(43)# 1.1 (2) s β+(98%) 135에우 (5/2+)
β+, p(98%) 134스엠
136그디 64 72 135.94730(32)# 1#s [>200ns] β+? 136에우 0+
β+, p? 135스엠
137그디 64 73 136.94502(32)# 2.2(2)s β+ 137에우 (7/2)+#
β+, p? 136스엠
138그디 64 74 137.94025(22)# 4.7(9)s β+ 138에우 0+
138m그디 2232.6(11) keV 6.2(0.2) μs IT 138그디 (8−)
139그디 64 75 138.93813(21)# 5.7(3)s β+ 139에우 9/2−#
β+, p? 138스엠
139m그디 250(150)# keV 4.8(9)s β+ 139에우 1/2+#
β+, p? 138스엠
140그디 64 76 139.933674(30) 15.8(4)s β+(67(8)%) 140에우 0+
EC (33(8)%)
141그디 64 77 140.932126(21) 14(4)s β+(99.97%) 141에우 (1/2+)
β+, p (0.03%) 140스엠
141m그디 377.76(9) keV 24.5(5)s β+(89%) 141에우 (11/2−)
IT(11%) 141그디
142그디 64 78 141.928116(30) 70.2(6)s EC(52(5)%) 142에우 0+
β+(48(5)%)
143그디 64 79 142.92675(22) 39(2)s β+ 143에우 1/2+
β+, p? 142스엠
β+, α? 139피엠
143m그디 152.6(5) keV 110.0(14)s β+ 143에우 11/2−
β+, p? 142스엠
β+, α? 139피엠
144그디 64 80 143.922963(30) 4.47(6)분 β+ 144에우 0+
144m그디 3433.1(5) keV 145(30)ns IT 144그디 (10+)
145그디 64 81 144.921710(21) 23.0(4)분 β+ 145에우 1/2+
145m그디 749.1 (2) keV 85(3)s IT(94.3%) 145그디 11/2−
β+(5.7%) 145에우
146그디 64 82 145.9183185(44) 48.27 (10) d EC 146에우 0+
147그디 64 83 146.9191010(20) 38.06 (12) h β+ 147에우 7/2−
147m그디 8587.8(5) keV 510(20)ns IT 147그디 49/2+
148그디 64 84 147.9181214(16) 86.9(39) y[2] α[n 10] 144스엠 0+
149그디 64 85 148.919341(4) 9.28 (10) d β+ 149에우 7/2−
α(4.34×10−4%) 145스엠
150그디 64 86 149.918659(7) 1.79(8)x106 y α[n 11] 146스엠 0+
151그디 64 87 150.920348(4) 124 (1) d EC 151에우 7/2−
α(1.1(6)×10−6%) 147스엠
152그디[n 12] 64 88 151.9197910(27) 1.08(8)x10y14 α[n 13] 148스엠 0+ 0.0020(1)
153그디 64 89 152.9217495(27) 240.4(10) d EC 153에우 3/2−
153m1그디 95.1737(12) keV 3.5(4) µ (9/2+)
153m2그디 171.189(5) keV 76.0(14) µ (11/2−)
154그디 64 90 153.9208656(27) 관측적으로 안정적인[n 14] 0+ 0.0218(3)
155그디[n 15] 64 91 154.9226220(27) 관측적으로 안정적인[n 16] 3/2− 0.1480(12)
155m그디 121.05(19) keV 31.97(27)ms IT 155그디 11/2−
156그디[n 15] 64 92 155.9221227(27) 안정적인. 0+ 0.2047(9)
156m그디 2137.60(5) keV 1.3 (1) µ 7-
157그디[n 15] 64 93 156.9239601(27) 안정적인. 3/2− 0.1565(2)
158그디[n 15] 64 94 157.9241039(27) 안정적인. 0+ 0.2484(7)
159그디[n 15] 64 95 158.9263887(27) 18.479 (4) h β− 159Tb 3/2−
160그디[n 15] 64 96 159.9270541(27) 관측적으로 안정적인[n 17] 0+ 0.2186(19)
161그디 64 97 160.9296692(29) 3.646(3)분 β− 161Tb 5/2−
162그디 64 98 161.930985(5) 8.4 (2)분 β− 162Tb 0+
163그디 64 99 162.93399(32)# 68(3)s β− 163Tb 7/2+#
164그디 64 100 163.93586(43)# 45(3)s β− 164Tb 0+
165그디 64 101 164.93938(54)# 10.3(16)s β− 165Tb 1/2−#
166그디 64 102 165.94160(64)# 4.8(10)s β− 166Tb 0+
167그디 64 103 166.94557(64)# 4.2(3)s β− 167Tb 5/2−#
168그디 64 104 167.94836(75)# 3.03(16)s β− 168Tb 0+
169그디 64 105 168.95287(86)# 750(210)ms β− 169Tb 7/2−#
170그디 64 106 675+94
−75 ms[6] 		β− 170Tb 0+
171그디 64 107 392+145
−136 ms[6] 		β− 171Tb
172그디 64 108 163+113-99ms
[6] 		β− 172Tb 0+
이 표 머리글 & 바닥글:
  1. ^ mGd – 흥분된 핵 이성질체.
  2. ^ ( ) – 불확정성(1 σ)은 괄호 안에 해당하는 끝자리 뒤에 간결한 형태로 표시됩니다.
  3. ^ # – #로 표시된 원자 질량: 순수한 실험 데이터가 아니라 적어도 부분적으로 질량 표면(TMS)의 경향에서 파생된 값과 불확실성.
  4. ^ 대담한 반감기 – 거의 안정적이고 우주의 나이보다 긴 반감기.
  5. ^ a b c # – #로 표시된 값은 순수하게 실험 데이터에서 도출된 것이 아니라 적어도 부분적으로 주변 핵종(TNN)의 경향에서 도출된 것입니다.
  6. ^ 붕괴 모드:
    EC: 전자포획
    IT: 이성질체 전이
  7. ^ 딸이라는 굵은 이탤릭체 기호 – 딸 제품은 거의 안정적입니다.
  8. ^ 딸로서의 굵은 기호 – 딸 제품은 안정적입니다.
  9. ^ ( ) spin value – 할당 인수가 약한 스핀을 나타냅니다.
  10. ^ ββ도++ Sm으로 붕괴되는 것으로 이론화됨
  11. ^ ββ도++ Sm으로 붕괴되는 것으로 이론화됨
  12. ^ 원시의 방사성 핵종
  13. ^ ββ도++ Sm으로 붕괴되는 것으로 이론화됨
  14. ^ α가 Sm으로 붕괴되는 것으로 추정됨
  15. ^ a b c d e f 핵분열 생성물
  16. ^ α가 Sm으로 붕괴되는 것으로 추정됨
  17. ^ 1.3−−×10년21 이상의 반감기를 가진 ββ가 Dy로 붕괴되는 것으로 추정됨

가돌리늄-148

알파 붕괴만으로 86.9±3.9년의 반감기를 가진 [2]가돌리늄-148은 방사성 동위원소 열전 발전기에 이상적일 것입니다. 그러나 가돌리늄-148은 RTG에 전력을 공급하기에 충분한 양으로 경제적으로 합성될 수 없습니다.[7]

가돌리늄-153

가돌리늄-153은 반감기가 240.4±10 d이며 41 keV와 102 keV에서 강한 피크를 가진 감마선을 방출합니다. X선 흡수 측정 및 형광을 위한 감마선 소스, 골다공증 스크리닝을 위한 골밀도 측정기 및 Lixiscope 휴대용 X선 영상 시스템(Lixi Profiler라고도 함)에서 방사선 프로파일링을 위한 감마선 소스로 사용됩니다. 핵의학에서는 X선을 만들기 위해 단일광자 방출 컴퓨터 단층 촬영 시스템(SPECT)과 같이 필요한 장비를 보정하는 역할을 합니다. 기계가 올바르게 작동하여 환자 내부의 방사성 동위원소 분포 이미지를 생성할 수 있습니다. 이 동위원소는 유로퓸이나 농축 가돌리늄의 원자로에서 생산됩니다.[8] 또한 고관절과 등뼈의 칼슘 손실을 감지할 수 있어 골다공증을 진단할 수 있습니다.[9]

참고문헌

  1. ^ 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.
  2. ^ a b c Chiera, Nadine M.; Dressler, Rugard; Sprung, Peter; Talip, Zeynep; Schumann, Dorothea (2023). "Determination of the half-life of gadolinium-148". Applied Radiation and Isotopes. Elsevier BV. 194: 110708. doi:10.1016/j.apradiso.2023.110708. ISSN 0969-8043.
  3. ^ "Standard Atomic Weights: Gadolinium". CIAAW. 1969.
  4. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; et al. (2022-05-04). "Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. doi:10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
  5. ^ F. A. Danevich; et al. (2001). "Quest for double beta decay of 160Gd and Ce isotopes". Nuclear Physics A. 694 (1–2): 375–391. arXiv:nucl-ex/0011020. Bibcode:2001NuPhA.694..375D. doi:10.1016/S0375-9474(01)00983-6. S2CID 11874988.
  6. ^ a b c Kiss, G. G.; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; et al. (2022). "Measuring the β-decay properties of neutron-rich exotic Pm, Sm, Eu, and Gd isotopes to constrain the nucleosynthesis yields in the rare-earth region". The Astrophysical Journal. 936 (107): 107. Bibcode:2022ApJ...936..107K. doi:10.3847/1538-4357/ac80fc.
  7. ^ Council, National Research; Sciences, Division on Engineering Physical; Board, Aeronautics Space Engineering; Board, Space Studies; Committee, Radioisotope Power Systems (2009). Radioisotope Power Systems: An Imperative for Maintaining U.S. Leadership in Space Exploration. CiteSeerX 10.1.1.367.4042. doi:10.17226/12653. ISBN 978-0-309-13857-4.
  8. ^ "PNNL: Isotope Sciences Program – Gadolinium-153". pnl.gov. Archived from the original on 2009-05-27.
  9. ^ "Gadolinium". BCIT Chemistry Resource Center. British Columbia Institute of Technology. Archived from the original on 23 August 2011. Retrieved 30 March 2011.