폴로늄 동위 원소
(폴로늄-218에서 넘어옴)
폴로늄은 안정 동위 원소 없이 원자량 186~227 사이에 33가지의 방사성 동위 원소로만 구성되어 있다. 폴로늄 동위 원소 중 가장 안정한 것은 209Po로 반감기는 약 103년이나, 천연 동위 원소 중에서 가장 안정한 것은 210Po으로 반감기는 138.376일이다.
자연에는 극미량 존재하므로 표준 원자량은 정해져 있지 않으나, 폴로늄의 성질과 관련한 연구는 주로 210Po를 통해 이루어졌다[1].
폴로늄-210[편집]
210Po은 반감기 138.376일을 거쳐 알파 붕괴하여 206Pb로 붕괴한다. 이때 폴로늄 1mg이 붕괴하면서 방출하는 알파 입자의 개수는 226Ra 5g이 방출하는 알파 입자의 수와 같다.[2] 이렇게 방출된 알파 입자는 주변의 공기를 들뜨게 하여 이온화시키므로 주변 공기는 푸르게 보인다. 이처럼 알파 입자를 대량으로 방출하므로 인공 위성에 사용하는 소형 전력 공급원으로 사용하기도 한다. 참고로 1g의 210Po은 140와트의 전력을 발생시킨다.[3] 이러한 폴로늄 에너지원은 소련의 루노호트(Lunokhod programme) 달 탐사 위성이 달의 밤 시간 동안 내부 온도를 유지하도록 하는 용도로 사용되기도 하였다.[4]
또한, 210Po은 독성이 매우 강하여 1μg으로 성인 한 명을 죽일 수 있는데 이는 시안화 수소의 25만 배에 해당하는 독성이다. 2006년에는 전직 러시아 연방보안국(FSB) 출신의 러시아 요원인 알렉산드르 리트비넨코를 암살하는데 쓰이기도 하였으며, 2013년 11월에는 전직 팔레스타인 해방 기구의 초대 수반과 팔레스타인 자치 정부의 의장을 역임한 야세르 아라파트(2004년 11월 11일 사망)의 시신을 부검한 결과, 그의 죽음에도 210Po이 사용된 것으로 추정된다.[5]
표[편집]
| 핵종 기호 |
과거 명칭 |
Z(p)[6][7] | N(n)[6][7] | 동위 원소 질량 (u)[8] |
반감기[8][9][10] | 붕괴 방식[11][n 1] |
붕괴 생성물[n 2] |
핵자 스핀[8][9][10] |
자연 존재비 (몰 분율) |
자연 존재비의 변동 범위 (몰 분율) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 들뜬 에너지 | ||||||||||
| 188Po | 84 | 104 | 187.999422(21) | 430(180) µs [0.40(+20-15) ms] |
0+ | |||||
| 189Po | 84 | 105 | 188.998481(24) | 5(1) ms | 3/2-# | |||||
| 190Po | 84 | 106 | 189.995101(14) | 2.46(5) ms | α (99.9%) | 186Pb | 0+ | |||
| β+ (0.1%) | 190Bi | |||||||||
| 191Po | 84 | 107 | 190.994574(12) | 22(1) ms | α | 187Pb | 3/2-# | |||
| β+ (드묾) | 191Bi | |||||||||
| 191mPo | 130(21) keV | 93(3) ms | (13/2+) | |||||||
| 192Po | 84 | 108 | 191.991335(13) | 32.2(3) ms | α (99%) | 188Pb | 0+ | |||
| β+ (1%) | 192Bi | |||||||||
| 192mPo | 2600(500)# keV | ~1 µs | 12+# | |||||||
| 193Po | 84 | 109 | 192.99103(4) | 420(40) ms [370(+46-40) ms] |
α | 189Pb | 3/2-# | |||
| β+ (드묾) | 193Bi | |||||||||
| 193mPo | 100(30)# keV | 240(10) ms [243(+11-10) ms] |
α | 189Pb | (13/2+) | |||||
| β+ (드묾) | 193Bi | |||||||||
| 194Po | 84 | 110 | 193.988186(13) | 0.392(4) s | α | 190Pb | 0+ | |||
| β+ (드묾) | 194Bi | |||||||||
| 194mPo | 2525(2) keV | 15(2) µs | (11-) | |||||||
| 195Po | 84 | 111 | 194.98811(4) | 4.64(9) s | α (75%) | 191Pb | 3/2-# | |||
| β+ (25%) | 195Bi | |||||||||
| 195mPo | 110(50) keV | 1.92(2) s | α (90%) | 191Pb | 13/2+# | |||||
| β+ (10%) | 195Bi | |||||||||
| IT (0.01%) | 195Po | |||||||||
| 196Po | 84 | 112 | 195.985535(14) | 5.56(12) s | α (94%) | 192Pb | 0+ | |||
| β+ (6%) | 196Bi | |||||||||
| 196mPo | 2490.5(17) keV | 850(90) ns | (11-) | |||||||
| 197Po | 84 | 113 | 196.98566(5) | 53.6(10) s | β+ (54%) | 197Bi | (3/2-) | |||
| α (44%) | 193Pb | |||||||||
| 197mPo | 230(80)# keV | 25.8(1) s | α (84%) | 193Pb | (13/2+) | |||||
| β+ (16%) | 197Bi | |||||||||
| IT (0.01%) | 197Po | |||||||||
| 198Po | 84 | 114 | 197.983389(19) | 1.77(3) min | α (57%) | 194Pb | 0+ | |||
| β+ (43%) | 198Bi | |||||||||
| 198m1Po | 2565.92(20) keV | 200(20) ns | 11- | |||||||
| 198m2Po | 2691.86(20) keV | 750(50) ns | 12+ | |||||||
| 199Po | 84 | 115 | 198.983666(25) | 5.48(16) min | β+ (92.5%) | 199Bi | (3/2-) | |||
| α (7.5%) | 195Pb | |||||||||
| 199mPo | 312.0(28) keV | 4.17(4) min | β+ (73.5%) | 199Bi | 13/2+ | |||||
| α (24%) | 195Pb | |||||||||
| IT (2.5%) | 199Po | |||||||||
| 200Po | 84 | 116 | 199.981799(15) | 11.5(1) min | β+ (88.8%) | 200Bi | 0+ | |||
| α (11.1%) | 196Pb | |||||||||
| 201Po | 84 | 117 | 200.982260(6) | 15.3(2) min | β+ (98.4%) | 201Bi | 3/2- | |||
| α (1.6%) | 197Pb | |||||||||
| 201mPo | 424.1(24) keV | 8.9(2) min | IT (56%) | 201Po | 13/2+ | |||||
| ε (41%) | 201Bi | |||||||||
| α (2.9%) | 197Pb | |||||||||
| 202Po | 84 | 118 | 201.980758(16) | 44.7(5) min | β+ (98%) | 202Bi | 0+ | |||
| α (2%) | 198Pb | |||||||||
| 202mPo | 2626.7(7) keV | >200 ns | 11- | |||||||
| 203Po | 84 | 119 | 202.981420(28) | 36.7(5) min | β+ (99.89%) | 203Bi | 5/2- | |||
| α (0.11%) | 199Pb | |||||||||
| 203m1Po | 641.49(17) keV | 45(2) s | IT (99.96%) | 203Po | 13/2+ | |||||
| α (0.04%) | 199Pb | |||||||||
| 203m2Po | 2158.5(6) keV | >200 ns | ||||||||
| 204Po | 84 | 120 | 203.980318(12) | 3.53(2) h | β+ (99.33%) | 204Bi | 0+ | |||
| α (0.66%) | 200Pb | |||||||||
| 205Po | 84 | 121 | 204.981203(21) | 1.66(2) h | β+ (99.96%) | 205Bi | 5/2- | |||
| α (0.04%) | 201Pb | |||||||||
| 205m1Po | 143.166(17) keV | 310(60) ns | 1/2- | |||||||
| 205m2Po | 880.30(4) keV | 645 µs | 13/2+ | |||||||
| 205m3Po | 1461.21(21) keV | 57.4(9) ms | IT | 205Po | 19/2- | |||||
| 205m4Po | 3087.2(4) keV | 115(10) ns | 29/2- | |||||||
| 206Po | 84 | 122 | 205.980481(9) | 8.8(1) d | β+ (94.55%) | 206Bi | 0+ | |||
| α (5.45%) | 202Pb | |||||||||
| 206m1Po | 1585.85(11) keV | 222(10) ns | (8+)# | |||||||
| 206m2Po | 2262.22(14) keV | 1.05(6) µs | (9-)# | |||||||
| 207Po | 84 | 123 | 206.981593(7) | 5.80(2) h | β+ (99.97%) | 207Bi | 5/2- | |||
| α (0.021%) | 203Pb | |||||||||
| 207m1Po | 68.573(14) keV | 205(10) ns | 1/2- | |||||||
| 207m2Po | 1115.073(16) keV | 49(4) µs | 13/2+ | |||||||
| 207m3Po | 1383.15(6) keV | 2.79(8) s | IT | 207Po | 19/2- | |||||
| 208Po | 84 | 124 | 207.9812457(19) | 2.898(2) a | α (99.99%) | 204Pb | 0+ | |||
| β+ (0.00277%) | 208Bi | |||||||||
| 209Po | 84 | 125 | 208.9824304(20) | 102(5) a | α (99.52%) | 205Pb | 1/2- | |||
| β+ (0.48%) | 209Bi | |||||||||
| 210Po | 라듐 F | 84 | 126 | 209.9828737(13) | 138.376(2) d | α | 206Pb | 0+ | 미량[n 3] | |
| 210mPo | 5057.61(4) keV | 263(5) ns | 16+ | |||||||
| 211Po | 악티늄 C' | 84 | 127 | 210.9866532(14) | 0.516(3) s | α | 207Pb | 9/2+ | 미량[n 4] | |
| 211m1Po | 1462(5) keV | 25.2(6) s | α (99.98%) | 207Pb | (25/2+) | |||||
| IT (0.016%) | 211Po | |||||||||
| 211m2Po | 2135.7(9) keV | 243(21) ns | (31/2-) | |||||||
| 211m3Po | 4873.3(17) keV | 2.8(7) µs | (43/2+) | |||||||
| 212Po | 토륨 C' | 84 | 128 | 211.9888680(13) | 299(2) ns | α | 208Pb | 0+ | 미량[n 5] | |
| 212mPo | 2911(12) keV | 45.1(6) s | α (99.93%) | 208Pb | (18+) | |||||
| IT (0.07%) | 212Po | |||||||||
| 213Po | 84 | 129 | 212.992857(3) | 3.65(4) µs | α | 209Pb | 9/2+ | |||
| 214Po | 라듐 C' | 84 | 130 | 213.9952014(16) | 164.3(20) µs | α | 210Pb | 0+ | 미량[n 3] | |
| 215Po | 악티늄 A | 84 | 131 | 214.9994200(27) | 1.781(4) ms | α (99.99%) | 211Pb | 9/2+ | 미량[n 4] | |
| β- (2.3×10−4%) | 215At | |||||||||
| 216Po | 토륨 A | 84 | 132 | 216.0019150(24) | 0.145(2) s | α | 212Pb | 0+ | 미량[n 5] | |
| β-β- (드묾) | 216Rn | |||||||||
| 217Po | 84 | 133 | 217.006335(7) | 1.47(5) s | α (95%) | 213Pb | 5/2+# | |||
| β- (5%) | 217At | |||||||||
| 218Po | 라듐 A | 84 | 134 | 218.0089730(26) | 3.10(1) min | α (99.98%) | 214Pb | 0+ | 미량[n 3] | |
| β- (0.02%) | 218At | |||||||||
| 219Po | 84 | 135 | 219.01374(39)# | 2# min [>300 ns] |
7/2+# | |||||
| 220Po | 84 | 136 | 220.01660(39)# | 40# s [>300 ns] |
0+ | |||||
각주[편집]
- ↑ [1]
- ↑ Polonium Archived 2007년 7월 3일 - 웨이백 머신, Argonne National Laboratory
- ↑ Andrew Wilson, Solar System Log, (London: Jane's Publishing Company Ltd, 1987), p. 64.
- ↑ “Arafat's death: what is Polonium-210?”. 《알 자지라》. 2012년 7월 10일.
- ↑ 가 나 J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). “Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. 《Pure and Applied Chemistry》 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683.
- ↑ 가 나 M. E. Wieser (2006). “Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. 《Pure and Applied Chemistry》 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051. 요약문.
- ↑ 가 나 다 G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and 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. 2014년 8월 4일에 확인함.
- ↑ 가 나 National Nuclear Data Center. “NuDat 2.1 database”. Brookhaven National Laboratory. September 2005에 확인함.
- ↑ 가 나 N. E. Holden (2004). 〈Table of the Isotopes〉. D. R. Lide. 《CRC Handbook of Chemistry and Physics》 85판. CRC Press. 11-50쪽. ISBN 978-0-8493-0485-9.
- ↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx
- 내용주
