Изотопы фтора | это... Что такое Изотопы фтора? (original) (raw)
Изото́пы фто́ра — разновидности атомов (и ядер) химического элемента фтора, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Единственным стабильным нуклидом фтора является 19F, его природная изотопная распространённость равна 100 %[1]. Таким образом, фтор — моноизотопный элемент.
Нуклид 18F является источником позитронов. Используется для нужд ядерной медицины в качестве маркирующей частицы (метки) радиофармпрепарата фтордезоксиглюкоза (18Ф-ФДГ), необходимого для проведения ПЭТ-исследований. Его медицинская популярность обоснована относительно коротким (практически безвредным для пациента) периодом полураспада и стабильной эмиссией позитронов в период затухания, необходимой для получения чёткого изображения. Активность одного грамма этого нуклида составляет 3,52·1018 Бк, энергия позитронов 633,4 кэВ (интенсивность 96,73 %)[2], энергия гамма-квантов, образующихся при аннигиляции позитрона и электрона — 511 кэВ.
Для получения 18F используется циклический ускоритель типа медицинский циклотрон, реже линейный ускоритель типа LineAc (это связано с эксплуатационными недостатками устройства). Мишенью обычно является чистая или обогащённая 18O-вода (молекулы которой содержат править] Радиоактивные свойства
Радиоактивные свойства некоторых изотопов фтора представлены в таблице:
| Массовое число | Реакция получения[3] | Период полураспада[1] | Тип распада |
|---|---|---|---|
| 17 | 9Be(14N,6He); 14N(14N,11B); 14N(α,n); 16O(d,n); 16O(p,γ), 16O(14N,13C); 19F(γ,2n) | 64,49 с | β+ |
| 18 | 9Be(14N,5He); 14N(14N,10B); 16O(α,pn); 16O(p,n); 19F(n,2n); 19F(d,T) | 109,771 мин | β+ |
| 20 | 19F(d,p); 19F(n,γ); 23Na(n,α) | 11,163 с | β−, γ |
| 21 | F(T,p) | 4,158 с | β−, γ |
Таблица изотопов фтора
| Символ нуклида | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[4](а. е. м.) | Избыток массы[4](кэВ) | Период полураспада[1](T1/2) | Спин и чётностьядра[1] | Распространённость изотопа в природе[1](%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения (кэВ) | |||||||
| 14F | 9 | 5 | 14,035060(430)# | 32660(400)# | 2−# | ||
| 15F | 9 | 6 | 15,018010(140) | 16780(130) | 410(60) ис | (1/2+) | |
| 16F | 9 | 7 | 16,011466(9) | 10680(8) | 11(6) зс | 0− | |
| [1] | 1995,1(5) | 234 нс | 5+ | ||||
| 19F | 9 | 10 | 18,99840322(7) | −1487,39(7) | Стабильный | 1/2+ | 100 |
| 20F | 9 | 11 | 19,99998132(8) | −17,40(8) | 11,163(8) с | 2+ | |
| 21F | 9 | 12 | 20,9999490(19) | −47,6(18) | 4,158(20) с | 5/2+ | |
| 22F | 9 | 13 | 22,002999(13) | 2793(12) | 4,23(4) с | 4+,(3+) | |
| 23F | 9 | 14 | 23,003570(90) | 3330(80) | 2,23(14) с | (3/2,5/2)+ | |
| 24F | 9 | 15 | 24.008120(80) | 7560(70) | 400(50) мс | (1,2,3)+ | |
| 25F | 9 | 16 | 25,012100(110) | 11270(100) | 50(6) мс | 5/2+# | |
| 26F | 9 | 17 | 26,019620(180) | 18270(170) | 10,2(14) мс | 1+ | |
| 27F | 9 | 18 | 27,026760(400) | 24930(380) | 4,9(2) мс | 5/2+# | |
| 28F | 9 | 19 | 28,035670(550)# | 33230(510)# | < 40 нс | ||
| 29F | 9 | 20 | 29,043260(620)# | 40300(580)# | 2,6(3) мс | 5/2+# | |
| 30F | 9 | 21 | 30,052500(640)# | 48900(600)# | < 260 нс | ||
| 31F | 9 | 22 | 31,060430(640)# | 56290(600)# | 1# мс [погрешность > 260 нс] | 5/2+# |
Пояснения к таблице
- Распространённость изотопов приведена для земной атмосферы. Для других источников значения могут сильно отличаться.
- Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или его чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.
Литература
- Николаев Н.С., Суворова С.Н., Гурович Е.И., Пека И., Корчемная Е.К., Аналитическая химия фтора. — М.: Наука, 1970. — 196 с. — (Аналитическая химия элементов). — 2750 экз.
- Fowler J. S. and Wolf A. P. (1982) The synthesis of carbon-11, fluorine-18 and nitrogen-13 labeled radiotracers for biomedical applications. Nucl. Sci. Ser. Natl Acad. Sci. Natl Res. Council Monogr. 1982.
Примечания
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Данные приведены по G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- ↑ Данные по 18F из Nuclear Data Services (International Atomic Energy Agency) (англ.)
- ↑ Николаев Н.С., Суворова С.Н., Гурович Е.И., Пека И., Корчемная Е.К., Аналитическая химия фтора. — М.: Наука, 1970. — 196 с. — (Аналитическая химия элементов). — 2750 экз.
- ↑ 1 2 Данные приведены по G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
Изотопы кислорода • Периодическая таблица по изотопам элементов • Изотопы неона