알루미늄 동위 원소

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알루미늄은 자연에 27Al(안정 동위 원소)과 26Al(반감기 7.2×105년인 방사성 동위 원소) 두 종류의 동위 원소가 존재하며, 이 중 27Al이 차지하는 비율은 99.9% 이상이다. 이 밖에 원자량 21~42 사이에서 22종류의 방사성 동위 원소와 4종류의 핵 이성질체가 알려져 있으며, 모두 반감기가 7분 이하이고 대부분은 1초 이하이다.

알루미늄의 표준 원자량은 26.9815386(8)u이다.

알루미늄-26[편집]

26Al은 대기 중에서 우주선의 양성자가 아르곤에 충돌하여 파쇄되는 과정을 통해 생성된다. 자연에 미량 존재하므로 달이나 운석을 연구하는데도 쓰인다. 운석 파편은 지구에 떨어지면서 우주선에 많이 노출되므로 26Al이 생성된다. 이들이 대기를 통과하여 땅에 떨어지면 대기권이 우주선의 노출을 막아주므로 더이상 26Al은 생성되지 않고 방사성 붕괴를 시작한다. 이를 자세히 분석하면 그 운석의 연대를 측정할 수 있으며, 분석 결과에 따르면 태양계가 형성될 당시 26Al이 비교적 풍부했던 것으로 추정된다. 대부분의 운석학자들은 대략 45억 5천만 년 전에 26Al의 방사성 붕괴로 발생한 열로 인해 일부 소행성이 녹아내려 행성 분화가 일어났다고 추정한다[1]. 그 밖에 해양 퇴적물, 망간 단괴, 빙하, 암석 등의 연대 측정에도 사용된다.

[편집]

핵자
Z(p) N(n)  
동위 원소 질량 (u)
 
반감기 붕괴 방식[2] 붕괴 생성
동위 원소
핵자
스핀
자연계에 존재하는
동위 원소 범위
(몰 분율)
자연계에 존재하는
최대 범위
(몰 분율)
들뜬 에너지
19Al 13 6 19.0218# <35 ns p 18Mg
20Al 13 7 20.0194# <35 ns p 19Mg
21Al 13 8 21.02804(32)# <35 ns p 20Mg 1/2+#
22Al 13 9 22.01952(10)# 59(3) ms β+ (96.7%) 22Mg (3)+
β+, 2p (2.5%) 20Ne
β+, p (0.8%) 21Na
23Al 13 10 23.007267(20) 470(30) ms β+ (92%) 23Mg 5/2+#
β+, p (8%) 22Na
23mAl ~0.35 s #79
24Al 13 11 23.9999389(30) 2.053(4) s β+ (99.95%) 24Mg 4+
β+, α (.0349%) 20Ne
β+, p (.0159%) 23Na
24mAl 425.8(1) keV 131.3(25) ms IT (82%) 24Al 1+
β+ (18%) 24Mg
β+, α 20Ne
25Al 13 12 24.9904281(5) 7.183(12) s β+ 25Mg 5/2+
26Al 13 13 25.98689169(6) 7.17(24)×105 years β+ 26Mg 5+ 미량
26mAl 228.305(13) keV 6.3452(19) s β+ 26Mg 0+
27Al 13 14 26.98153863(12) 안정 5/2+ 1.0000
28Al 13 15 27.98191031(14) 2.2414(12) min β- 28Si 3+
29Al 13 16 28.9804450(13) 6.56(6) min β- 29Si 5/2+
30Al 13 17 29.982960(15) 3.60(6) s β- 30Si 3+
31Al 13 18 30.983947(22) 644(25) ms β- (98.4%) 31Si (3/2,5/2)+
β-, n (1.6%) 30Si
32Al 13 19 31.98812(9) 31.7(8) ms β- (99.3%) 32Si 1+
β-, n (.7%) 31Si
32mAl 955.7(4) keV 200(20) ns (4+)
33Al 13 20 32.99084(8) 41.7(2) ms β- (91.5%) 33Si (5/2+)#
β-, n (8.5%) 32Si
34Al 13 21 33.99685(12) 56.3(5) ms β- (87.5%) 34Si 4-#
β-, n (12.5%) 33Si
35Al 13 22 34.99986(19) 38.6(4) ms β- (74%) 35Si 5/2+#
β-, n (26%) 34Si
36Al 13 23 36.00621(23) 90(40) ms β- (69%) 36Si
β-, n (31%) 35Si
37Al 13 24 37.01068(36) 10.7(13) ms β- 37Si 3/2+
38Al 13 25 38.01723(78) 7.6(6) ms β- 38Si
39Al 13 26 39.02297(158) 7.6(16) ms β- 39Si 3/2+#
40Al 13 27 40.03145(75)# 10# ms [>260 ns]
41Al 13 28 41.03833(86)# 2# ms [>260 ns] 3/2+#
42Al 13 29 42.04689(97)# 1 ms


주석[편집]

  1. R. T. Dodd. 《Thunderstones and Shooting Stars》, 89–90쪽. ISBN 0-674-89137-6
  2. Universal Nuclide Chart. Nucleonica. 2012년 8월 15일에 확인.