납 동위 원소

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자연계에 존재하는 동위 원소는 9종이 있다. 이중 4종이 안정 동위 원소이다. 204Pb와 208Pb는 알파 붕괴를 통해 수은의 안정 동위 원소로 붕괴될 것으로 예상되나, 아직 붕괴되는 모습은 관찰되지 않았다. 이 둘은 어쩌면 안정 동위 원소들처럼 붕괴하지 않을 수도 있다.

204Pb는 태양계 초기부터 그대로 존재해왔던 동위 원소이다. 이는 204Pb가 우라늄이나 토륨 등 무거운 방사성 원소의 붕괴로부터 생성된 것이 아닌 처음부터 그대로 존재해 온 원소라는 것을 뜻한다. 206Pb는 붕괴 계열우라늄 계열이며, 207Pb은 악티늄 시리즈, 208Pb은 토륨 계열의 최종 붕괴 생성물이다.

인공적으로 만들어진 납 동위 원소는 178Pb부터 215Pb까지 있다. 이들 중 205Pb은 반감기가 1530만년으로 태양계 초기에는 존재했었지만, 현재는 자연계에는 존재하지 않으며 205Tl으로 붕괴한다. 209Pb는 223Ra의 뭉치 붕괴의 생성물이며 자연계에 극미량 존재한다. 핵자 수 210, 211, 212, 214는 붕괴 사슬의 중간 동위 원소로써 자연계에 미량 존재한다.

은 자연계에 존재하는 안정 원소들 중 가장 무거운 원소이다. (납보다 무거운 비스무트도 반감기가 매우 길어 안정 원소로 취급한다.)

[편집]

핵종
기호
과거 명칭 Z(p) N(n)  
동위 원소 질량 (u)
 
반감기 붕괴
방식[1][n 1]
붕괴
생성물[n 2]

스핀
전형적
동위 원소
구성비
(몰 분율)
자연적
구성비
변동 범위
(몰 분율)
들뜬 에너지
178Pb 82 96 178.003830(26) 0.23(15) ms 0+
179Pb 82 97 179.00215(21)# 3# ms 5/2-#
180Pb 82 98 179.997918(22) 4.5(11) ms 0+
181Pb 82 99 180.99662(10) 45(20) ms α (98%) 177Hg 5/2-#
β+ (2%) 181Tl
182Pb 82 100 181.992672(15) 60(40) ms
[55(+40-35) ms]
α (98%) 178Hg 0+
β+ (2%) 182Tl
183Pb 82 101 182.99187(3) 535(30) ms α (94%) 179Hg (3/2-)
β+ (6%) 183Tl
183mPb 94(8) keV 415(20) ms α 179Hg (13/2+)
β+ (드묾) 183Tl
184Pb 82 102 183.988142(15) 490(25) ms α 180Hg 0+
β+ (드묾) 184Tl
185Pb 82 103 184.987610(17) 6.3(4) s α 181Hg 3/2-
β+ (드묾) 185Tl
185mPb 60(40)# keV 4.07(15) s α 181Hg 13/2+
β+ (드묾) 185Tl
186Pb 82 104 185.984239(12) 4.82(3) s α (56%) 182Hg 0+
β+ (44%) 186Tl
187Pb 82 105 186.983918(9) 15.2(3) s β+ 187Tl (3/2-)
α 183Hg
187mPb 11(11) keV 18.3(3) s β+ (98%) 187Tl (13/2+)
α (2%) 183Hg
188Pb 82 106 187.980874(11) 25.5(1) s β+ (91.5%) 188Tl 0+
α (8.5%) 184Hg
188m1Pb 2578.2(7) keV 830(210) ns (8-)
188m2Pb 2800(50) keV 797(21) ns
189Pb 82 107 188.98081(4) 51(3) s β+ 189Tl (3/2-)
189mPb 40(30)# keV 1# min β+ (99.6%) 189Tl (13/2+)
α (0.4%) 185Hg
190Pb 82 108 189.978082(13) 71(1) s β+ (99.1%) 190Tl 0+
α (0.9%) 186Hg
190m1Pb 2614.8(8) keV 150 ns (10)+
190m2Pb 2618(20) keV 25 µs (12+)
190m3Pb 2658.2(8) keV 7.2(6) µs (11)-
191Pb 82 109 190.97827(4) 1.33(8) min β+ (99.987%) 191Tl (3/2-)
α (0.013%) 187Hg
191mPb 20(50) keV 2.18(8) min β+ (99.98%) 191Tl 13/2(+)
α (0.02%) 187Hg
192Pb 82 110 191.975785(14) 3.5(1) min β+ (99.99%) 192Tl 0+
α (0.0061%) 188Hg
192m1Pb 2581.1(1) keV 164(7) ns (10)+
192m2Pb 2625.1(11) keV 1.1(5) µs (12+)
192m3Pb 2743.5(4) keV 756(21) ns (11)-
193Pb 82 111 192.97617(5) 5# min β+ 193Tl (3/2-)
193m1Pb 130(80)# keV 5.8(2) min β+ 193Tl 13/2(+)
193m2Pb 2612.5(5)+X keV 135(+25-15) ns (33/2+)
194Pb 82 112 193.974012(19) 12.0(5) min β+ (100%) 194Tl 0+
α (7.3×10−6%) 190Hg
195Pb 82 113 194.974542(25) ~15 min β+ 195Tl 3/2#-
195m1Pb 202.9(7) keV 15.0(12) min β+ 195Tl 13/2+
195m2Pb 1759.0(7) keV 10.0(7) µs 21/2-
196Pb 82 114 195.972774(15) 37(3) min β+ 196Tl 0+
α (3×10−5%) 192Hg
196m1Pb 1049.20(9) keV <100 ns 2+
196m2Pb 1738.27(12) keV <1 µs 4+
196m3Pb 1797.51(14) keV 140(14) ns 5-
196m4Pb 2693.5(5) keV 270(4) ns (12+)
197Pb 82 115 196.973431(6) 8.1(17) min β+ 197Tl 3/2-
197m1Pb 319.31(11) keV 42.9(9) min β+ (81%) 197Tl 13/2+
IT (19%) 197Pb
α (3×10−4%) 193Hg
197m2Pb 1914.10(25) keV 1.15(20) µs 21/2-
198Pb 82 116 197.972034(16) 2.4(1) h β+ 198Tl 0+
198m1Pb 2141.4(4) keV 4.19(10) µs (7)-
198m2Pb 2231.4(5) keV 137(10) ns (9)-
198m3Pb 2820.5(7) keV 212(4) ns (12)+
199Pb 82 117 198.972917(28) 90(10) min β+ 199Tl 3/2-
199m1Pb 429.5(27) keV 12.2(3) min IT (93%) 199Pb (13/2+)
β+ (7%) 199Tl
199m2Pb 2563.8(27) keV 10.1(2) µs (29/2-)
200Pb 82 118 199.971827(12) 21.5(4) h β+ 200Tl 0+
201Pb 82 119 200.972885(24) 9.33(3) h ε (99%) 201Pb 5/2-
β+ (1%) 201Tl
201m1Pb 629.14(17) keV 61(2) s 13/2+
201m2Pb 2718.5+X keV 508(5) ns (29/2-)
202Pb 82 120 201.972159(9) 52.5(28)×103 a ε (99%) 202Tl 0+
α (1%) 198Hg
202m1Pb 2169.83(7) keV 3.53(1) h IT (90.5%) 202Pb 9-
ε (9.5%) 202Tl
202m2Pb 4142.9(11) keV 110(5) ns (16+)
202m3Pb 5345.9(13) keV 107(5) ns (19-)
203Pb 82 121 202.973391(7) 51.873(9) h ε 203Tl 5/2-
203m1Pb 825.20(9) keV 6.21(8) s IT 203Pb 13/2+
203m2Pb 2949.47(22) keV 480(7) ms 29/2-
203m3Pb 2923.4+X keV 122(4) ns (25/2-)
204Pb[n 3] 82 122 203.9730436(13) 관측상 안정[n 4] 0+ 0.014(1) 0.0104-0.0165
204m1Pb 1274.00(4) keV 265(10) ns 4+
204m2Pb 2185.79(5) keV 67.2(3) min 9-
204m3Pb 2264.33(4) keV 0.45(+10-3) µs 7-
205Pb 82 123 204.9744818(13) 15.3(7)×106 a ε 205Tl 5/2-
205m1Pb 2.329(7) keV 24.2(4) µs 1/2-
205m2Pb 1013.839(13) keV 5.55(2) ms 13/2+
205m3Pb 3195.7(5) keV 217(5) ns 25/2-
206Pb[n 3][n 5] 라듐 G 82 124 205.9744653(13) 관측상 안정[n 6] 0+ 0.241(1) 0.2084-0.2748
206m1Pb 2200.14(4) keV 125(2) µs 7-
206m2Pb 4027.3(7) keV 202(3) ns 12+
207Pb[n 3][n 7] 악티늄 D 82 125 206.9758969(13) 관측상 안정[n 8] 1/2- 0.221(1) 0.1762-0.2365
207mPb 1633.368(5) keV 806(6) ms IT 207Pb 13/2+
208Pb[n 9] 토륨 D 82 126 207.9766521(13) 관측상 안정[n 10] 0+ 0.524(1) 0.5128-0.5621
208mPb 4895(2) keV 500(10) ns 10+
209Pb 82 127 208.9810901(19) 3.253(14) h β- 209Bi 9/2+ 미량[n 11]
210Pb 라듐 D
방사성 납
82 128 209.9841885(16) 22.20(22) a β- (100%) 210Bi 0+ 미량[n 12]
α (1.9×10−6%) 206Hg
210mPb 1278(5) keV 201(17) ns 8+
211Pb 악티늄 B 82 129 210.9887370(29) 36.1(2) min β- 211Bi 9/2+ 미량[n 13]
212Pb 토륨 B 82 130 211.9918975(24) 10.64(1) h β- 212Bi 0+ 미량[n 14]
212mPb 1335(10) keV 5(1) µs (8+)
213Pb 82 131 212.996581(8) 10.2(3) min β- 213Bi (9/2+)
214Pb 라듐 B 82 132 213.9998054(26) 26.8(9) min β- 214Bi 0+ 미량[n 12]
215Pb 82 133 215.00481(44)# 36(1) s 5/2+#

참고[편집]

  1. 약자:
    ε: 전자 포획
    IT: 이성질핵 전이
  2. 굵은 글꼴은 안정 동위 원소, 굵은 기울임꼴은 감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)
  3. 방사성 연대 측정에 사용된다.
  4. 140×1015년 이상의 반감기를 거쳐 알파 붕괴하여 200Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.
  5. 우라늄 계열의 최종 붕괴 생성물이다.
  6. 알파 붕괴를 통해 202Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.
  7. 악티늄 계열의 최종 붕괴 생성물이다.
  8. 알파 붕괴를 통해 203Hg으로 붕괴할 것으로 추정된다.
  9. 토륨 계열의 최종 붕괴 생성물이다.
  10. 현재까지 관측상 안정한 핵종 중 가장 무거운 핵종이며, 2×1019년 이상의 반감기를 거쳐 알파 붕괴를 통해 204Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.
  11. 235U붕괴 계열에서 일어나는 223Ra의 뭉치 붕괴 결과물이다.
  12. 238U의 중간 붕괴 생성물이다.
  13. 235U의 중간 붕괴 생성물이다.
  14. 232Th의 중간 붕괴 생성물이다.

주석[편집]

  1. Universal Nuclide Chart. Nucleonica. 2013년 8월 28일에 확인.