저마늄 동위 원소

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저마늄 또는 게르마늄은 자연에서 5가지의 안정 동위 원소(70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge, 76Ge)로 구성되어 있다. 이들 중 76Ge은 천연 동위 원소 중 가장 존재비율이 적은(약 7%) 동위 원소이자[1] 약한 방사능을 띠는 동위 원소로, 1.78×1021년(우주 나이의 약 1300억 배)의 반감기를 거쳐 이중 베타 붕괴를 한다.[2] 안정 동위 원소인 74Ge는 가장 흔한 저마늄 동위 원소로, 전체의 약 36%를 차지한다. 이 밖에 원자량 58~89 사이에 최소 27가지의 인공 방사성 동위 원소가 발견되었으며, 이들 중 가장 안정한 것은 전자 포획을 통해 붕괴하는 68Ge(반감기 270.95일)이다. 붕괴 산물은 의학적인 용도로 많이 사용되는 68Ga로, 양전자를 방출한다. 대부분의 저마늄 방사성 동위 원소는 베타 붕괴한다.

저마늄의 표준 원자량은 72.630(8)u이다.


[편집]

핵종
기호
Z(p) N(n)  
동위 원소 질량 (u)
 
반감기[n 1] 붕괴
방식[3][n 2]
붕괴
생성물[n 3]

스핀
전형적
동위 원소
구성비
(몰 분율)
자연적
구성비
변동 범위
(몰 분율)
들뜬 에너지
58Ge 32 26 57.99101(34)# 2p 56Zn 0+
59Ge 32 27 58.98175(30)# 2p 57Zn 7/2-#
60Ge 32 28 59.97019(25)# 30# ms β+ 60Ga 0+
2p 58Zn
61Ge 32 29 60.96379(32)# 39(12) ms β+, p (80%) 60Zn (3/2-)#
β+ (20%) 61Ga
62Ge 32 30 61.95465(15)# 129(35) ms β+ 62Ga 0+
63Ge 32 31 62.94964(21)# 142(8) ms β+ 63Ga (3/2-)#
64Ge 32 32 63.94165(3) 63.7(25) s β+ 64Ga 0+
65Ge 32 33 64.93944(11) 30.9(5) s β+ (99.99%) 65Ga (3/2)-
β+, p (.01%) 64Zn
66Ge 32 34 65.93384(3) 2.26(5) h β+ 66Ga 0+
67Ge 32 35 66.932734(5) 18.9(3) min β+ 67Ga 1/2-
67m1Ge 18.20(5) keV 13.7(9) µs 5/2-
67m2Ge 751.70(6) keV 110.9(14) ns 9/2+
68Ge[n 4] 32 36 67.928094(7) 270.95(16) d ε 68Ga 0+
69Ge 32 37 68.9279645(14) 39.05(10) h β+ 69Ga 5/2-
69m1Ge 86.765(14) keV 5.1(2) µs 1/2-
69m2Ge 397.944(18) keV 2.81(5) µs 9/2+
70Ge 32 38 69.9242474(11) 안정 0+ 0.2038(18)
71Ge 32 39 70.9249510(11) 11.43(3) d ε 71Ga 1/2-
71mGe 198.367(10) keV 20.40(17) ms IT 71Ge 9/2+
72Ge 32 40 71.9220758(18) 안정 0+ 0.2731(26)
72mGe 691.43(4) keV 444.2(8) ns 0+
73Ge 32 41 72.9234589(18) 안정 9/2+ 0.0776(8)
73m1Ge 13.2845(15) keV 2.92(3) µs 5/2+
73m2Ge 66.726(9) keV 499(11) ms 1/2-
74Ge 32 42 73.9211778(18) 안정 0+ 0.3672(15)
75Ge 32 43 74.9228589(18) 82.78(4) min β- 75As 1/2-
75m1Ge 139.69(3) keV 47.7(5) s IT (99.97%) 75Ge 7/2+
β- 75As
75m2Ge 192.18(7) keV 216(5) ns 5/2+
76Ge[n 5] 32 44 75.9214026(18) 1.78(8)×1021 a β-β- 76Se 0+ 0.0783(7)
77Ge 32 45 76.9235486(18) 11.30(1) h β- 77As 7/2+
77mGe 159.70(10) keV 52.9(6) s β- (79%) 77As 1/2-
IT (21%) 77Ge
78Ge 32 46 77.922853(4) 88(1) min β- 78As 0+
79Ge 32 47 78.9254(1) 18.98(3) s β- 79As (1/2)-
79mGe 185.95(4) keV 39.0(10) s β- (96%) 79As (7/2+)#
IT (4%) 79Ge
80Ge 32 48 79.92537(3) 29.5(4) s β- 80As 0+
81Ge 32 49 80.92882(13) 7.6(6) s β- 81As 9/2+#
81mGe 679.13(4) keV 7.6(6) s β- (99%) 81As (1/2+)
IT (1%) 81Ge
82Ge 32 50 81.92955(26) 4.55(5) s β- 82As 0+
83Ge 32 51 82.93462(21)# 1.85(6) s β- 83As (5/2+)#
84Ge 32 52 83.93747(32)# 0.947(11) s β- (89.2%) 84As 0+
β-, n (10.8%) 83As
85Ge 32 53 84.94303(43)# 535(47) ms β- (86%) 85As 5/2+#
β-, n (14%) 84As
86Ge 32 54 85.94649(54)# >150 ns β-, n 85As 0+
β- 86As
87Ge 32 55 86.95251(54)# 0.14# s 5/2+#
88Ge 32 56 87.95691(75)# >=300 ns 0+
89Ge 32 57 88.96383(97)# >150 ns 3/2+#

각주[편집]

  1. G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). “The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties” (PDF). 《Nuclear Physics A729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 2008년 9월 23일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2008년 9월 23일에 확인함. 
  2. A. M. Bakalyarov, A. Ya. Balysh, S. T. Belyaev, V. I. Lebedev, S. V. Zhukov (2003). “Results of the experiment on investigation of Germanium-76 double beta decay”. 《Phys.Part.Nucl.Lett. ; Pisma Fiz.Elem.Chast.Atom.Yadra 1-8》 2 (2): 77–81. Bibcode:2003hep.ex....9016B. arXiv:hep-ex/0309016. 
  3. http://www.nucleonica.net/unc.aspx
내용주
  1. 굵은 글꼴은 반감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)
  2. 약자:
    IT: 이성질핵 전이
  3. 굵은 글꼴은 안정 동위 원소
  4. 68Ga의 제조에 이용
  5. 원시 방사성 핵종