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염소 동위 원소

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염소는 원자량 28~51 사이에 총 24개의 동위 원소와 2개의 이성질핵(34mCl, 38mCl)이 발견되어 있다. 이들 중 안정 동위 원소는 35Cl (75.78%), 37Cl(24.22%)이다. 방사성 동위 원소 중 가장 안정한 것은 36Cl으로 반감기가 약 30만년이다. 이외의 동위 원소는 모두 1시간 이하이며, 대부분은 1초 이하이다. 가장 반감기가 짧은 것은 29Cl로 반감기가 20나노초 미만이며, 28Cl의 반감기는 알려져 있지 않다.

염소의 표준 원자량은 35.453(2) u이다.

염소-36

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 이 부분의 본문은 염소-36입니다.

자연에는 미량(약 7×10−13)의 36Cl이 존재한다. 이는 대기 중에서 우주선과 아르곤 원자의 상호작용을 통해 생성되는 것이다. 지표면에서는 주로 35Cl의 중성자 포획이나 40Ca의 뮤온 포획을 통해 생성된다. 생성된 36Cl은 36S (1.9%)이나 36Ar (98.1%)으로 붕괴한다. 이 밖에 1952년에서 1958년 사이에 행해진 핵실험으로 인해 해수 속 염소가 반응하여 36Cl이 다량 생성되기도 하였다. 이때 36Cl의 대기 중 잔존 시간은 약 1주일이었으며, 토양과 지하수에 흔적이 남아 약 50년 전까지 물의 연대를 측정하는 곳에 유용하게 쓰였다. 방사능 연대 측정에서는 6만 년에서 최대 100만 년까지의 연대를 측정하는데 쓰이는 등 지리학에서 그 활용도가 크다.

표

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핵종
기호 		Z(p) N(n)  
동위 원소 질량 (u)
  		반감기 붕괴
방식[1][n 1] 		붕괴
생성물[n 2] 		핵
스핀 		전형적
동위 원소
구성비
(몰 분율) 		자연적
구성비
변동 범위
(몰 분율)
들뜬 에너지
28Cl 17 11 28.02851(54)# p 27S (1+)#
29Cl 17 12 29.01411(21)# <20 ns p 28S (3/2+)#
30Cl 17 13 30.00477(21)# <30 ns p 29S (3+)#
31Cl 17 14 30.99241(5) 150(25) ms β+ (99.3%) 31S 3/2+
β+, p (.7%) 30P
32Cl 17 15 31.985690(7) 298(1) ms β+ (99.92%) 32S 1+
β+, α (.054%) 28Si
β+, p (.026%) 31P
33Cl 17 16 32.9774519(5) 2.511(3) s β+ 33S 3/2+
34Cl 17 17 33.97376282(19) 1.5264(14) s β+ 34S 0+
34mCl 146.36(3) keV 32.00(4) min β+ (55.4%) 34S 3+
IT (44.6%) 34Cl
35Cl 17 18 34.96885268(4) 안정 3/2+ 0.7576(10) 0.75644-0.75923
36Cl[n 3] 17 19 35.96830698(8) 3.01(2)×105 y β- (98.1%) 36Ar 2+ 미량 약 7×10-13
ε (1.9%) 36S
37Cl 17 20 36.96590259(5) 안정 3/2+ 0.2424(10) 0.24077-0.24356
38Cl 17 21 37.96801043(10) 37.24(5) min β- 38Ar 2-
38mCl 671.361(8) keV 715(3) ms IT 38Cl 5-
39Cl 17 22 38.9680082(19) 55.6(2) min β- 39Ar 3/2+
40Cl 17 23 39.97042(3) 1.35(2) min β- 40Ar 2-
41Cl 17 24 40.97068(7) 38.4(8) s β- 41Ar (1/2+,3/2+)
42Cl 17 25 41.97325(15) 6.8(3) s β- 42Ar
43Cl 17 26 42.97405(17) 3.07(7) s β- (>99.9%) 43Ar 3/2+#
β-, n (<.1%) 42Ar
44Cl 17 27 43.97828(12) 0.56(11) s β- (92%) 44Ar
β-, n (8%) 43Ar
45Cl 17 28 44.98029(13) 400(40) ms β- (76%) 45Ar 3/2+#
β-, n (24%) 44Ar
46Cl 17 29 45.98421(77) 232(2) ms β-, n (60%) 45Ar
β- (40%) 46Ar
47Cl 17 30 46.98871(64)# 101(6) ms β- (97%) 47Ar 3/2+#
β-, n (3%) 46Ar
48Cl 17 31 47.99495(75)# 100# ms [>200 ns] β- 48Ar
49Cl 17 32 49.00032(86)# 50# ms [>200 ns] β- 49Ar 3/2+#
50Cl 17 33 50.00784(97)# 20# ms β- 50Ar
51Cl 17 34 51.01449(107)# 2# ms [>200 ns] β- 51Ar 3/2+#

각주

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  1. ↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx
내용주
  1. ↑ 약자:
    IT: 이성질핵 전이
  2. ↑ 굵은 글꼴은 안정 동위 원소
  3. ↑ 방사능 연대 측정에 사용
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