리튬 동위 원소

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리튬은 자연에서 6Li(존재 비율 7.6%)과 7Li(존재 비율 92.4%)의 두 가지 안정 동위 원소로 구성되어 있으며 원자량 3에서 12 사이에 8개의 방사성 동위 원소와 2개의 이성질핵이 존재한다. 이들 중 비교적 안정한 것은 8Li(반감기 838밀리초), 9Li(반감기 178밀리초), 11Li(반감기 8.6밀리초) 등이다. 나머지 리튬 동위 원소들은 모두 반감기가 10나노초 미만이다. 현재까지 3Li의 반감기는 알려져 있지 않다.

6Li과 7Li은 원시 핵종으로, 빅뱅 핵합성의 결과물로 생겨났으며, 원시 핵종 중에서의 존재 비율은 각각 10−13과 10−9 정도이다.[1] 6Li은 일부 별에서 핵융합 결과물로 생성되기도 한다.

리튬의 표준 원자량은 6.941(2) u이나, 지역의 지리학적 역사에 따라 존재 비율에 차이가 있다.

동위 원소[편집]

다음은 리튬 동위 원소의 목록이다.

리튬-4[편집]

리튬-4는 양성자 3개와 중성자 1개로 구성된 리튬의 동위 원소로, 반감기가 9.1×10-23초로 리튬 동위 원소 중 가장 짧다. 양성자 방출을 통해 붕괴하여 헬륨-3을 생성한다[2]. 일부 핵융합 반응에서 생성될 수 있다.

리튬-6[편집]

리튬-6은 리튬의 안정적인 동위 원소이다. 전체 리튬 중에서 약 7.5% 정도를 차지한다. 중성자를 쬐면 삼중수소를 방출하므로 핵물리학에서 상당히 중요한 동위 원소로 취급된다.

리튬-7[편집]

리튬-7은 전체 리튬 중에서 92.5%를 차지하는 동위 원소이다. 또한 리튬-7과 양성자의 반응은 핵융합 반응의 하나이다.

리튬-8[편집]

리튬-8은 리튬의 매우 불안정한 동위 원소이다. 리튬-8과 중수소의 반응은 핵융합 반응의 하나이다.

[편집]

핵종
기호
Z(p) N(n)  
동위 원소 질량 (u)
 
반감기 붕괴
방식[3]
붕괴
생성물[n 1]

스핀
자연에서의
동위 원소
구성비
(몰 분율)
자연적
구성비
변동 범위
(몰 분율)
들뜬 에너지
3Li 3 0 3.030775
4Li 3 1 4.02719(23) 91(9)×10-24 s
6.03 MeV
p 3He
5Li 3 2 5.01254(5) 370(30)×10-24
~1.5 MeV
p 4He 3/2−
6Li 3 3 6.015122795(16) 안정 1+ 0.0759(4) 0.07714-0.07225
7Li[n 2] 3 4 7.01600455(8) 안정 3/2− 0.9241(4) 0.92275-0.92786
8Li 3 5 8.02248736(10) (9) ms β 8Be[n 3] 2+
9Li 3 6 9.0267895(21) 178.3(4) ms β, n (50.8%) 8Be[n 4] 3/2−
β (49.2%) 9Be
10Li 3 7 10.035481(16) 2.0(5)×-21 s
1.2(3) MeV
n 9Li (1−,2−)
10m1Li 200(40) keV 3.7(15)×-21 s 1+
10m2Li 480(40) keV 1.35(24)×-21 s 2+
11Li 3 8 11.043798(21) 8.75(14) ms β, n (84.9%) 10Be 3/2−
β (8.07%) 11Be
β, 2n (4.1%) 9Be
β, 3n (1.9%) 8Be[n 5]
β, 방사성 붕괴 (1.0%) 7He, 4He
β, 방사성 붕괴 (0.014%) 8Li, 3H
β, 방사성 붕괴 (0.013%) 9Li, 2H
12Li 3 9 12.05378(107)# <10 ns n 11Li

주석[편집]

  1. 굵은 글씨는 안정 동위 원소
  2. 빅뱅 핵합성의 결과물로 생성된다.
  3. 생성되자마자 4He 원자 2개와 전자 1개로 붕괴한다.
  4. 생성되자마자 4He 원자 2개, 중성자 1개, 전자 1개로 붕괴한다.
  5. 생성되자마자 4He 원자 2개, 중성자 3개, 전자 1개로 붕괴한다.

바깥 고리[편집]

  1. BD Fields The Primordial Lithium Problem, Annual Reviews of Nuclear and Particle Science 2011
  2. “Isotopes of Lithium”. 2013년 10월 20일에 확인함. 
  3. “Universal Nuclide Chart”. Nucleonica. 2012년 9월 27일에 확인함.