산소 동위 원소

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산소는 자연에서 세 가지의 안정 동위 원소(16O, 17O, 18O)가 존재한다. 이외에 원자량 12~26 사이에 총 11가지의 방사성 동위 원소가 존재하며, 모두 반감기가 짧은 편이다. 방사성 동위 원소 중 가장 안정한 15O는 반감기가 122.24초이다.

산소의 표준 원자량은 15.9994(3)u이다.

산소의 안정 동위 원소[편집]

자연에 존재하는 산소는 16O, 17O, 18O로 이루어져 있다. 이들 중 16O의 자연존재비가 99.762%인데, 다른 동위 원소들에 비해 풍부한 이유는 항성 진화 과정에서 생성되는 주요 생성물인데다가 삼중알파과정네온 연소 과정을 통해 많은 양이 합성되기 때문이다. 17O는 CNO 순환 과정에서 주로 생성되므로 수소가 풍부한 별에서 잘 생성되며 18O는 역시 CNO 순환에서 풍부하게 생성되는 물질인 14N헬륨 원자핵을 포획하여 생성되므로 헬륨이 풍부한 별에서 잘 생성된다.

한편, 16O와 18O의 비율을 연구하면 고기후학에 응용하여 과거의 기후를 알아낼 수 있다.

[편집]

핵자
Z(p) N(n)  
동위 원소 질량 (u)
 
반감기 붕괴 방식 붕괴 생성
동위 원소
핵자
스핀
자연계에 존재하는
동위 원소
범위
(몰 분율)
자연계에 존재하는
최대 범위
(몰 분율)
12O 8 4 12.034262(26) >6.3 zs
2p (60%) 10C 0+
p (40%) 11N
13O 8 5 13.024815(10) 8.58(5) ms β+ (89.1%) 13N (3/2−)
β+, p (10.9%) 12C
14O 8 6 14.00859636(12) 70.261(14) s β+ 14N 0+
15O 8 7 15.0030656(5) 122.24(16) s β+ 15N 1/2−
16O 8 8 15.99491461957(17) 안정 0+ 0.99757(16) 0.99738–0.99776
17O 8 9 16.9991317565(7) 안정 5/2+ 3.8(1)×10−4 3.7×10−4–4.0×10−4
18O 8 10 17.9991596129(8) 안정 0+ 2.05(14)×10−3 1.88×10−3–2.22×10−3
19O 8 11 19.003580(28) 26.464(9) s β 19F 5/2+
20O 8 12 20.0040754(9) 13.51(5) s β 20F 0+
21O 8 13 21.008655(13) 3.42(10) s β 21F (5/2)+
22O 8 14 22.00997(6) 2.25(9) s β (>78.0%) 22F 0+
β, n (<22.0%) 21F
23O 8 15 23.0157(1) 97(8) ms β, n (93%) 22F 1/2+
β, n (7%) 23F
24O 8 16 24.01986(12) 65(5) ms β, n (58%) 23F 0+
β (42%) 24F
25O 8 17 25.02936(12) 2.8(5) zs n 24O 3/2+#
26O 8 18 26.03729(17) 90 zs 2n 24O 0+