ガドリニウムの同位体

ガドリニウム の同位体( ₆₄ Gd)

主な同位体[1] 崩壊 同位体 存在比 半減期 ( t 1/2 ) モード 生成物 148 Gd 合成 86.9年[2] α 144 Sm 150 Gd 合成 1.79 × 10 6 年 α 146 Sm 151 Gd 合成 123.9 日 ε 151 Eu α 147 Sm 152 Gd 0.2% 1.08 × 10 14 年 α 148 Sm 153 Gd 合成 240.6 日 ε 153 Eu 154 Gd 2.18% 安定 155 Gd 14.8% 安定 156 Gd 20.5% 安定 157 Gd 15.7% 安定 158 Gd 24.8% 安定 159 Gd 合成 18.479 時間 β − 159 Tb 160 Gd 21.9% 安定
標準原子量 A r °(Gd)
	157.249 ± 0.002 [3] 157.25 ± 0.01  (要約) [4]
表示 トーク 編集

天然に存在するガドリニウム( ₆₄ Gd) は、6つの安定同位体( ¹⁵⁴ Gd、¹⁵⁵ Gd、¹⁵⁶ Gd、¹⁵⁷ Gd、¹⁵⁸ Gd、¹⁶⁰ Gd) と、1つの長寿命放射性同位体( ^{152 Gd) で構成されており、 158} Gdが最も豊富です (天然存在比の24.84%)。 ¹⁶⁰ Gdの予測される二重ベータ崩壊は観測されていません

ガドリニウムの放射性同位体は全部で32種類存在し、最も安定しているのはアルファ線を放出する3種類である。152 ^Gd（天然に存在）は半減期が1.08×10 ¹⁴年、¹⁵⁰ Gdは半減期が1.79×10 ⁶年、そして¹⁴⁸ Gd（理論的にはベータ線安定ではない）は半減期が86.9年である。残りの放射性同位体はすべて半減期が1年未満で、そのほとんどは2分未満である。また、16種類の準安定同位体も存在し、最も安定しているのは^143m Gd（t _1/2 = 110秒）、^145m Gd（t _1/2 = 85秒）、そして^141m Gd（t _1/2 = 24.5秒）である。

最も豊富な安定同位体である¹⁵⁸ Gdよりも原子質量の低い同位体は、主に電子捕獲によってユーロピウムの同位体に崩壊します。原子質量が大きい場合、主な崩壊様式はテルビウムの同位体へのベータ崩壊です。

同位体一覧

核種 [n 1]	Z	N	同位体質量 （Da）[5] [n 2] [n 3]	半減期[1] [n 4 ] [n 5]	崩壊 様式[1] [n 6]	娘 同位体 [n 7] [n 8]	スピンと パリティ[1] [n 9] [n 5]	天然存在比 （モル分率）
	励起エネルギー[n 5]							標準比[1]	変動範囲
134 Gd	64	70
135 Gd	64	71	134.95250(43)#	1.1(2) s	β + (98%)	135 Eu	(5/2+)
					β +、p (98%)	134 Sm
136 Gd	64	72	135.94730(32)#	1# s [>200 ns]	β +？	136 Eu	0+
					β +、p？	135 Sm
137 Gd	64	73	136.94502(32)#	2.2(2) s	β +	137 Eu	(7/2)+#
					β +、p？	136 Sm
138 Gd	64	74	137.94025(22)#	4.7(9) 秒	β +	138 Eu	0+
138m Gd	2232.6(11) keV			6.2(0.2) μs	IT	138 Gd	(8−)
139 Gd	64	75	138.93813(21)#	5.7(3) 秒	β +	139 Eu	9/2−#
					β +、p？	138 Sm
139m Gd [n 10]	250(150)# keV			4.8(9) 秒	β +	139 Eu	1/2+#
					β +、p？	138 Sm
140 Gd	64	76	139.933674(30)	15.8(4)秒	β + (67(8)%)	140 Eu	0+
					EC (33(8)%)
141 Gd	64	77	140.932126(21)	14(4)秒	β + (99.97%)	141 Eu	(1/2+)
					β + , p (0.03%)	140 Sm
141m Gd	377.76(9) keV			24.5(5)秒	β + (89%)	141 Eu	(11/2−)
					IT (11%)	141 Gd
142 Gd	64	78	141.928116(30)	70.2(6)秒	EC (52(5)%)	142 Eu	0+
					β + (48(5)%)
143 Gd	64	79	142.92675(22)	39(2)秒	β +	143 Eu	1/2+
					β +、p？	142 Sm
					β +、α ?	139 Pm
143m Gd	152.6(5) keV			110.0(14)秒	β +	143 Eu	11/2−
					β +、p？	142 Sm
					β +、α ?	139 Pm
144 Gd	64	80	143.922963(30)	4.47(6)分	β +	144 Eu	0+
144m Gd	3433.1(5) keV			145(30)ナノ秒	IT	144 Gd	(10+)
145 Gd	64	81	144.921710(21)	23.0(4) 分	β +	145 Eu	1/2+
145m Gd	749.1(2) keV			85(3) 秒	IT (94.3%)	145 Gd	11/2−
					β + (5.7%)	145 Eu
146 Gd	64	82	145.9183185(44)	48.27(9) 日	EC	146 Eu	0+
147 Gd	64	83	146.9191010(20)	38.06(12) 時間	β +	147 Eu	7/2-
147m Gd	8587.8(5) keV			510(20) ナノ秒	IT	147 Gd	49/2+
148 Gd	64	84	147.9181214(16)	86.9(39) y [2]	α [n 11]	144 Sm	0+
149 Gd	64	85	148.9193477(36)	9.28(10) 日	β +	149 Eu	7/2-
					α (4.3×10 −4 %)	145 Sm
150 Gd	64	86	149.9186639(65)	1.79(8)×10 6 年	α [n 12]	146 Sm	0+
151 Gd	64	87	150.9203549(32)	123.9(10) 日	EC	151 Eu	7/2-
					α (1.1×10 −6 %)	147 Sm
152 Gd [n 13]	64	88	151.9197984(11)	1.08(8)×10 14  y	α [n 14]	148 Sm	0+	0.0020(1)
153 Gd	64	89	152.9217569(11)	240.6(7) d	EC	153 Eu	3/2−
153m1 Gd	95.1737(8) keV			3.5(4) μs	IT	153 Gd	9/2+
153m2 Gd	171.188(4) keV			76.0(14) μs	IT	153 Gd	(11/2−)
154 Gd [n 15]	64	90	153.9208730(11)	観測的に安定[n 16]			0+	0.0218(2)
155 Gd [n 15]	64	91	154.9226294(11)	観測的に安定[n 17]			3/2−	0.1480(9)
155m Gd	121.10(19) keV			31.97(27) ms	IT	155 Gd	11/2−
156 Gd [n 15]	64	92	155.9221301(11)	安定			0+	0.2047(3)
156m Gd	2137.60(5) keV			1.3(1) μs	IT	156 Gd	7-
157 Gd [n 15]	64	93	156.9239674(10)	安定			3/2−	0.1565(4)
157m1 Gd	63.916(5) keV			460(40) ns	IT	157 Gd	5/2+
157m2 Gd	426.539(23) keV			18.5(23) μs	IT	157 Gd	11/2−
158 Gd [n 15]	64	94	157.9241112(10)	安定			0+	0.2484(8)
159 Gd [n 15]	64	95	158.9263958(11)	18.479(4) 時間	β −	159 Tb	3/2−
160 Gd [n 15]	64	96	159.9270612(12)	観測的に安定[n 18]			0+	0.2186(3)
161 Gd	64	97	160.9296763(16)	3.646(3) 分	β −	161 Tb	5/2−
162 Gd	64	98	161.9309918(43)	8.4(2) 分	β −	162 Tb	0+
163 Gd	64	99	162.93409664(86)	68(3) 秒	β −	163 Tb	7/2+
163m Gd	138.22(20) keV			23.5(10) 秒	IT?	163 Gd	1/2-
					β −	163 Tb
164 Gd	64	100	163.9359162(11)	45(3) 秒	β −	164 Tb	0+
164m Gd	1095.8(4) keV			589(18) ns	IT	164 Gd	(4-)
165 Gd	64	101	164.9393171(14)	11.6(10) 秒	β −	165 Tb	1/2-#
166 Gd	64	102	165.9416304(17)	5.1(8) 秒	β −	166 Tb	0+
166m Gd	1601.5(11) keV			950(60) ナノ秒	IT	166 Gd	(6−)
167 Gd	64	103	166.9454900(56)	4.2(3) 秒	β −	167 Tb	5/2−#
168 Gd	64	104	167.94831(32)#	3.03(16) 秒	β −	168 Tb	0+
169 Gd	64	105	168.95288(43)#	750(210) ミリ秒	β −	169 Tb	7/2−#
					β − , n? (<0.7%) [6]	168 Tb
170 Gd	64	106	169.95615(54)#	675+94 −75 ミリ秒[6]	β −	170 Tb	0+
					β − , n? (<3%) [6]	169 Tb
171 Gd	64	107	170.96113(54)#	392+145 −136 ミリ秒[6]	β −	171 Tb	9/2+#
					β − , n? (<10%) [6]	170 Tb
172 Gd	64	108	171.96461(32)#	163+113 −99 ミリ秒[6]	β −	172 Tb	0+#
					β − , n? (<50%) [6]	171 Tb
この表のヘッダーとフッター： 表示

1. ^m Gd – 励起核異性体
2. ( ) – 不確かさ (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されています。
3. # – #でマークされた原子質量：値と不確かさは、純粋に実験データからではなく、少なくとも部分的に質量面 (TMS) の傾向から導出されています。
4. 太字の半減期 – ほぼ安定しており、半減期は宇宙の年齢よりも長い
5. # – # でマークされた値は、実験データからのみ導き出されたものではなく、少なくとも部分的には隣接核種の傾向（TNN）から得られたものです。
6. 崩壊モード：

   EC：	電子捕獲
   IT：	異性体遷移

7. 太字の斜体記号は娘核種 – 娘核種はほぼ安定しています
8. 太字の記号は娘核種 – 娘核種は安定です。
9. ( ) スピン値 – 弱い帰属引数を持つスピンを示します。
10. 基底状態と異性体の順序は不明です。
11. ¹⁴⁸ Smへのβ ⁺ β ⁺崩壊、あるいは¹⁴⁸ EuへのEC崩壊も理論化されています。
12. ¹⁵⁰ Smへのβ ⁺ β ^{+崩壊も理論化されています。}
13. 始原 放射性核種
14. ¹⁵² Smへのβ ⁺ β ⁺崩壊も理論化されています。
15. 核分裂生成物
16. ¹⁵⁰ Smへのα崩壊を起こすと考えられています。
17. ¹⁵¹ Smへのα崩壊を起こすと考えられています。
18. ^半減期が3.1×10 ¹⁹年^{を超える160} Dyへのβ ^- β-崩壊を起こすと考えられています。

ガドリニウム148

半減期が86.9 ± 3.9年（誤差範囲内でプルトニウム238と同じ）の純粋なアルファ線放出核種であるガドリニウム148は、^[2]放射性同位体熱電発電機に最適です。しかし、ガドリニウム148はRTGに電力を供給するのに十分な量を経済的に合成することはできません。^[7]

ガドリニウム153

ガドリニウム153の半減期は240.6日で、41keVと102keVに強いピークを持つガンマ線を放出します。X線吸収測定法や蛍光測定法、骨粗鬆症スクリーニング用の骨密度計、LixiscopeポータブルX線画像システム（Lixi Profilerとしても知られています）の放射測定プロファイリングのためのガンマ線源として使用されます。核医学では、単一光子放出コンピュータ断層撮影システム（SPECT）などのX線を生成するために必要な機器の校正に役立ちます。装置が正しく動作し、患者の体内の放射性同位体の分布画像を生成することを保証します。この同位体は、原子炉でユーロピウムまたは濃縮ガドリニウムから生成されます。^{[8]また、股関節や背骨の}カルシウムの損失を検出できるため、骨粗鬆症の診断が可能になります。^[9]

参照

ガドリニウム以外の娘核種

• テルビウムの同位体
• ユーロピウムの同位体
• サマリウムの同位体
• プロメチウムの同位体

参考文献

1. Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」(PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3) 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
2. Chiera, Nadine M.; Dressler, Rugard; Sprung, Peter; Talip, Zeynep; Schumann, Dorothea (2023). 「ガドリニウム148の半減期の測定」. Applied Radiation and Isotopes . 194 110708. Elsevier BV. doi :10.1016/j.apradiso.2023.110708. ISSN  0969-8043.
3. 「標準原子量：ガドリニウム」. CIAAW . 2024
4. プロハスカ、トーマス；イルゲハー、ヨハンナ；ベネフィールド、ジャクリーン；ベルケ、ジョン・K；チェッソン、レスリー・A；コプレン、タイラー・B；ディン、ティピン；ダン、フィリップ・JH；グルーニング、マンフレッド；ホールデン、ノーマン・E；マイヤー、ハロ・AJ (2022年5月4日). 「元素の標準原子量2021（IUPAC技術報告書）」.純粋および応用化学. doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075
5. Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). 「AME 2020 原子質量評価 (II). 表、グラフ、参考文献*」. Chinese Physics C. 45 ( 3) 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf
6. Kiss, GG; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; et al. (2022). 「希土類元素領域における元素合成収率を制限するための中性子過剰エキゾチック同位体Pm、Sm、Eu、およびGdのβ崩壊特性の測定」The Astrophysical Journal . 936 (107): 107. Bibcode :2022ApJ...936..107K. doi : 10.3847 /1538-4357/ac80fc . hdl : 2117/375253
7. 全米アカデミーズ国立研究会議、工学物理科学部、航空宇宙工学委員会、宇宙研究委員会、放射性同位元素電力システム委員会 (2009).放射性同位元素電力システム：宇宙探査における米国のリーダーシップ維持の必須事項. CiteSeerX 10.1.1.367.4042 . doi :10.17226/12653. ISBN  978-0-309-13857-4.
8. 「PNNL：同位元素科学プログラム – ガドリニウム153」. pnl.gov . 2009年5月27日時点のオリジナルからのアーカイブ
9. 「ガドリニウム」。BCIT化学リソースセンター。ブリティッシュ・コロンビア工科大学。2011年8月23日時点のオリジナルからアーカイブ。 2011年3月30日閲覧。

「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ガドリニウム同位体&oldid=1319857813」より取得