저마늄 동위 원소

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.

표

핵종 기호	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기^{[n 1]}	붕괴 방식^[3]^{[n 2]}	붕괴 생성물^{[n 3]}	핵 스핀	전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)	자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율)
핵종 기호	들뜬 에너지			반감기^{[n 1]}	붕괴 방식^[3]^{[n 2]}	붕괴 생성물^{[n 3]}	핵 스핀	전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)	자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율)
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+
⁶⁰Ge	32	28	59.97019(25)#	30# ms	2p	⁵⁸Zn	0+
⁶¹Ge	32	29	60.96379(32)#	39(12) ms	β⁺, p (80%)	⁶⁰Zn	(3/2-)#
⁶¹Ge	32	29	60.96379(32)#	39(12) ms	β⁺ (20%)	⁶¹Ga	(3/2-)#
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)-
⁶⁵Ge	32	33	64.93944(11)	30.9(5) s	β⁺, p (.01%)	⁶⁴Zn	(3/2)-
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+
^75m1Ge	139.69(3) keV			47.7(5) s	β^-	⁷⁵As	7/2+
^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-
^77mGe	159.70(10) keV			52.9(6) s	IT (21%)	⁷⁷Ge	1/2-
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+)#
^79mGe	185.95(4) keV			39.0(10) s	IT (4%)	⁷⁹Ge	(7/2+)#
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+)
^81mGe	679.13(4) keV			7.6(6) s	IT (1%)	⁸¹Ge	(1/2+)
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+
⁸⁴Ge	32	52	83.93747(32)#	0.947(11) s	β^-, n (10.8%)	⁸³As	0+
⁸⁵Ge	32	53	84.94303(43)#	535(47) ms	β^- (86%)	⁸⁵As	5/2+#
⁸⁵Ge	32	53	84.94303(43)#	535(47) ms	β^-, n (14%)	⁸⁴As	5/2+#
⁸⁶Ge	32	54	85.94649(54)#	>150 ns	β^-, n	⁸⁵As	0+
⁸⁶Ge	32	54	85.94649(54)#	>150 ns	β^-	⁸⁶As	0+
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

↑ G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (2003). “The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties” (PDF). 《Nuclear Physics A》 729: 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.
↑ 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. arXiv:hep-ex/0309016. Bibcode:2003hep.ex....9016B.
↑ “보관된 사본”. 2011년 2월 24일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 8월 3일에 확인함.

내용주

↑ 굵은 글꼴은 반감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)
↑ 약자:
IT: 이성질핵 전이
↑ 굵은 글꼴은 안정 동위 원소
↑ ⁶⁸Ga의 제조에 이용
↑ 원시 방사성 핵종

[nubase-1] G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (2003). “The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties” (PDF). 《Nuclear Physics A》 729: 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. arXiv:hep-ex/0309016. Bibcode:2003hep.ex....9016B.

[4] “보관된 사본”. 2011년 2월 24일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 8월 3일에 확인함.

[3] 굵은 글꼴은 반감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)

[5] 약자:
IT: 이성질핵 전이

[6] 굵은 글꼴은 안정 동위 원소

[7] ⁶⁸Ga의 제조에 이용

[8] 원시 방사성 핵종

[1]

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[n 1]

[3]

[n 2]

[n 3]

[n 4]

[n 5]