나이오븀 동위 원소

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자연계에 존재하는 나이오븀안정 동위 원소는 1종이며, 93Nb이 100% 존재한다. 인공적으로 만들어진 나이오븀의 동위 원소는 81Nb부터 113Nb까지 합성되었다.

나이오븀-91[편집]

반감기는 680년으로 상당히 길지만 원자로의 핵폐기물로 생성되지 않는다.

따라서 입자가속기에서 90Zr, 91Zr에 양성자를 충돌시켜서 얻으며 극미량 생성되기 때문에 실험용으로만 이용되고 있다.

나이오븀-92[편집]

92Nb의 반감기는 3470만년이며 태양계 초창기에는 존재했었지만, 현재는 자연계에 존재하지 않는 절멸 핵종으로 이보다 반감기가 긴 244Pu의 반감기는 8000만년으로 자연계에 미량 존재한다.


원자로에서 초극미량 생성되므로 실제로 분리가 불가능하기 때문에, 실험실에서 91Zr, 92Zr에 양성자를 강하게 충돌시켜 합성으로 얻거나 93Nb에 강하게 중성자를 충돌시켜 얻기도 한다. 실험실에서도 초극미량밖에 얻을 수 없기 때문에 실험용으로만 이용되고 있다.

나이오븀-93[편집]

93Nb은 자연계에 100% 존재하며 나이오븀 동위 원소들 중 단 하나의 안정 동위 원소로 존재한다.

이론상으로 자발 핵분열을 할 수 있는 가능성이 있는 핵자들 중 가장 가벼운 핵자지만 붕괴되는 모습은 관측되지 않았으며, 이론과는 다르게 실제로는 붕괴하지 않을 것이다.

나이오븀-94[편집]

반감기가 2만 300년으로 매우 길지만 원자로에서 생성되지 않기 때문에 실험용으로만 얻고 있다. 93Nb이나 94Zr을 통하여 실험실에서 합성으로 생산하고 있다.

나이오븀-95[편집]

반감기가 34.991일이며 원자로에서 대량 생산되지만 반감기가 짧아 금방 나이오븀-95로 붕괴한다.

[편집]

핵자
Z(p) N(n)  
동위 원소 질량 (u)
 
반감기 붕괴
방식[n 1]
붕괴 생성
동위 원소[n 2]

스핀
자연계에 존재하는
동위 원소
범위
(몰 분율)
자연계에 존재하는
최대 범위
(몰 분율)
들뜬 에너지
81Nb 41 40 80.94903(161)# <44 ns β+, p 80Y 3/2-#
p 80Zr
β+ 81Zr
82Nb 41 41 81.94313(32)# 51(5) ms β+ 82Zr 0+
83Nb 41 42 82.93671(34) 4.1(3) s β+ 83Zr (5/2+)
84Nb 41 43 83.93357(32)# 9.8(9) s β+ (>99.9%) 84Zr 3+
β+, p (<0.1%) 83Y
84mNb 338(10) keV 103(19) ns (5-)
85Nb 41 44 84.92791(24) 20.9(7) s β+ 85Zr (9/2+)
85mNb 759.0(10) keV 12(5) s (1/2-)
86Nb 41 45 85.92504(9) 88(1) s β+ 86Zr (6+)
86mNb 250(160)# keV 56(8) s β+ 86Zr high
87Nb 41 46 86.92036(7) 3.75(9) min β+ 87Zr (1/2-)
87mNb 3.84(14) keV 2.6(1) min β+ 87Zr (9/2+)#
88Nb 41 47 87.91833(11) 14.55(6) min β+ 88Zr (8+)
88mNb 40(140) keV 7.8(1) min β+ 88Zr (4-)
89Nb 41 48 88.913418(29) 2.03(7) h β+ 89Zr (9/2+)
89mNb 0(30)# keV 1.10(3) h β+ 89Zr (1/2)-
90Nb 41 49 89.911265(5) 14.60(5) h β+ 90Zr 8+
90m1Nb 122.370(22) keV 63(2) µs 6+
90m2Nb 124.67(25) keV 18.81(6) s IT 90Nb 4-
90m3Nb 171.10(10) keV <1 µs 7+
90m4Nb 382.01(25) keV 6.19(8) ms 1+
90m5Nb 1880.21(20) keV 472(13) ns (11-)
91Nb 41 50 90.906996(4) 680(130) a ε (99.98%) 91Zr 9/2+
β+ (0.013%) 91Zr
91m1Nb 104.60(5) keV 60.86(22) d IT (93%) 91Nb 1/2-
ε (7%) 91Zr
β+ (0.0028%) 91Zr
91m2Nb 2034.35(19) keV 3.76(12) µs (17/2-)
92Nb 41 51 91.907194(3) 3.47(24)×107 a[n 3] β+ (99.95%) 92Zr (7)+
β- (0.05%) 92Mo
92m1Nb 135.5(4) keV 10.15(2) d β+ 92Zr (2)+
92m2Nb 225.7(4) keV 5.9(2) µs (2)-
92m3Nb 2203.3(4) keV 167(4) ns (11-)
93Nb 41 52 92.9063781(26) 안정[n 4] 9/2+ 1.0000
93mNb 30.77(2) keV 16.13(14) a IT 93Nb 1/2-
94Nb 41 53 93.9072839(26) 2.03(16)×104 a β- 94Mo (6)+
94mNb 40.902(12) keV 6.263(4) min IT (99.5%) 94Nb 3+
β- (0.5%) 94Mo
95Nb 41 54 94.9068358(21) 34.991(6) d β- 95Mo 9/2+
95mNb 235.690(20) keV 3.61(3) d IT (94.4%) 95Nb 1/2-
β- (5.6%) 95Mo
96Nb 41 55 95.908101(4) 23.35(5) h β- 96Mo 6+
97Nb 41 56 96.9080986(27) 72.1(7) min β- 97Mo 9/2+
97mNb 743.35(3) keV 52.7(18) s IT 97Nb 1/2-
98Nb 41 57 97.910328(6) 2.86(6) s β- 98Mo 1+
98mNb 84(4) keV 51.3(4) min β- (99.9%) 98Mo (5+)
IT (0.1%) 98Nb
99Nb 41 58 98.911618(14) 15.0(2) s β- 99Mo 9/2+
99mNb 365.29(14) keV 2.6(2) min β- (96.2%) 99Mo 1/2-
IT (3.8%) 99Nb
100Nb 41 59 99.914182(28) 1.5(2) s β- 100Mo 1+
100mNb 470(40) keV 2.99(11) s β- 100Mo (4+,5+)
101Nb 41 60 100.915252(20) 7.1(3) s β- 101Mo (5/2#)+
102Nb 41 61 101.91804(4) 1.3(2) s β- 102Mo 1+
102mNb 130(50) keV 4.3(4) s β- 102Mo high
103Nb 41 62 102.91914(7) 1.5(2) s β- 103Mo (5/2+)
104Nb 41 63 103.92246(11) 4.9(3) s β- (99.94%) 104Mo (1+)
β-, n (0.06%) 103Mo
104mNb 220(120) keV 940(40) ms β- (99.95%) 104Mo high
β-, n (0.05%) 103Mo
105Nb 41 64 104.92394(11) 2.95(6) s β- (98.3%) 105Mo (5/2+)#
β-, n (1.7%) 104Mo
106Nb 41 65 105.92797(21)# 920(40) ms β- (95.5%) 106Mo 2+#
β-, n (4.5%) 105Mo
107Nb 41 66 106.93031(43)# 300(9) ms β- (94%) 107Mo 5/2+#
β-, n (6%) 106Mo
108Nb 41 67 107.93484(32)# 0.193(17) s β- (93.8%) 108Mo (2+)
β-, n (6.2%) 107Mo
109Nb 41 68 108.93763(54)# 190(30) ms β- (69%) 109Mo 5/2+#
β-, n (69%) 108Mo
110Nb 41 69 109.94244(54)# 170(20) ms β- (60%) 110Mo 2+#
β-, n (40%) 109Mo
111Nb 41 70 110.94565(54)# 80# ms [>300 ns] 5/2+#
112Nb 41 71 111.95083(75)# 60# ms [>300 ns] 2+#
113Nb 41 72 112.95470(86)# 30# ms [>300 ns] 5/2+#
  1. 약어:
    IT: 이성질핵 전이
  2. 안정 동위 원소는 굵은체로 표기, 안정에 가까운 동위 원소의 반감기는 굵은 흘림체로 표기(우주의 나이보다 반감기가 긴 경우)
  3. 태양계 초창기에는 존재했었지만, 현재는 존재하지 않는 방사성 핵자들 중 가장 반감기가 길다.
  4. 이론상으로 자발 핵분열을 할 수 있는 핵자들 중 가장 가볍다.