Interested Article - Изотопы галлия

Изотопы галлия — разновидности химического элемента галлия , отличающиеся разным количеством нейтронов в атомном ядре . Известны изотопы галлия с массовыми числами от 56 до 86 (количество протонов 31, нейтронов от 25 до 55) и 3 ядерных изомеров .

Природный галлий представляет собой смесь двух стабильных изотопов :

⁶⁹ Ga ( изотопная распространённость 60,11 % )
⁷¹ Ga (изотопная распространённость 39,89 % ).

Самым долгоживущим радиоизотопом галлия является ⁶⁷ Ga с периодом полураспада 78 часов.

Галлий−68

См. также (англ.) (

Изотоп ⁶⁸ Ga является источником позитронов . Используется в ядерной диагностической медицине методом позитронно-эмиссионной томографии . ⁶⁸ Ga был одним из первых радиофармацевтических маркеров. Первые эксперименты датируются 1963 годом . Однако несовершенство методов получения изотопа затормозило его распространение в пользу фтора-18 и технеция-99m . В начале XXI века генераторы были усовершенствованы и ⁶⁸ Ga начал набирать популярность. Препараты: Gallium Ga 68 dotatate .

Период полураспада ⁶⁸ Ga 68 минут, каналы распада — позитронный распад (вероятность 87 %) и электронный захват (вероятность 13 %), дочерний изотоп стабильный цинк-68 . Максимальная энергия позитрона 1,92 МэВ, средняя 0,89 МэВ . При аннигиляции остановившегося позитрона с электроном образуются два гамма-кванта с энергией 511 кэВ.

Короткий период полураспада (68 минут) требует получения изотопа на месте применения. Для этого разработаны специальные изотопные (англ.) ( . Генератор содержит ампулу с препаратом изотопа германия-68 , продуктом распада которого является ⁶⁸ Ga. По мере накопления продукта распада через ампулу прокачивают сорбирующий раствор, который селективно растворяет только химическое соединение образовавшегося галлия, а нерастворимое соединение германия остается в ампуле. Значительный период полураспада германия-68 (271 день) делает удобной логистику таких генераторов.

В России генераторы ⁶⁸ Ga выпускают в Обнинске .

Галлий−67

См. также (англ.) (

Источник гамма-излучения. Используется в ядерной диагностической медицине методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии . Химия и фармакология аналогичны галлию-68.

Период полураспада 78 часов, канал распада — электронный захват (вероятность 100 %), дочерний изотоп стабильный цинк-67 . В спектре излучения — рентген 8,7 кэВ , гамма-линии 93, 184 и 300 кэВ .

В России синтез ведется в Обнинске путем облучения цинковых мишеней протонами в ускорителе по реакциям

⁶⁷ Zn (p, n) ⁶⁷ Ga,

⁶⁸ Zn(p, 2n) ⁶⁷ Ga.

Таблица изотопов галлия

Символ нуклида	Z ( p )	N ( n )	Масса изотопа ( а. е. м. )	Период полураспада ( T _1/2 )	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Символ нуклида	Энергия возбуждения			Период полураспада ( T _1/2 )	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
⁵⁶ Ga	31	25	55,99491(28)#		p	⁵⁵ Zn	3+#
⁵⁷ Ga	31	26	56,98293(28)#		p	⁵⁶ Zn	1/2−#
⁵⁸ Ga	31	27	57,97425(23)#		p	⁵⁷ Zn	2+#
⁵⁹ Ga	31	28	58,96337(18)#		p	⁵⁸ Zn	3/2−#
⁶⁰ Ga	31	29	59,95706(12)#	70(10) мс	β ⁺	⁶⁰ Zn	(2+)
⁶¹ Ga	31	30	60,94945(6)	168(3) мс	β ⁺	⁶¹ Zn	3/2−
⁶² Ga	31	31	61,944175(30)	116,18(4) мс	β ⁺	⁶² Zn	0+
⁶³ Ga	31	32	62,9392942(14)	32,4(5) с	β ⁺	⁶³ Zn	(3/2−)
⁶⁴ Ga	31	33	63,9368387(22)	2,627(12) мин	β ⁺	⁶⁴ Zn	0(+#)
^64m Ga	42,85(8) кэВ			21,9(7) мкс			2+
⁶⁵ Ga	31	34	64,9327348(9)	15,2(2) мин	β ⁺	⁶⁵ Zn	3/2−
⁶⁶ Ga	31	35	65,931589(3)	9,49(7) ч	β ⁺	⁶⁶ Zn	0+
⁶⁷ Ga	31	36	66,9282017(14)	3,2612(6) сут	ЭЗ	⁶⁷ Zn	3/2−
⁶⁸ Ga	31	37	67,9279801(16)	67,71(9) мин	β ⁺	⁶⁸ Zn	1+
⁶⁹ Ga	31	38	68,9255736(13)	стабилен			3/2−	0,60108(9)
⁷⁰ Ga	31	39	69,9260220(13)	21,14(3) мин	β ⁻ (99,59 %)	⁷⁰ Ge	1+
⁷⁰ Ga	31	39	69,9260220(13)	21,14(3) мин	ЭЗ (0,41 %)	⁷⁰ Zn	1+
⁷¹ Ga	31	40	70,9247013(11)	стабилен			3/2−	0,39892(9)
⁷² Ga	31	41	71,9263663(11)	14,095(3) ч	β ⁻	⁷² Ge	3-
^72m Ga	119,66(5) кэВ			39,68(13) мс	ИП	⁷² Ga	(0+)
⁷³ Ga	31	42	72,9251747(18)	4,86(3) ч	β ⁻	⁷³ Ge	3/2−
⁷⁴ Ga	31	43	73,926946(4)	8,12(12) мин	β ⁻	⁷⁴ Ge	(3-)
^74m Ga	59,571(14) кэВ			9,5(10) с			(0)
⁷⁵ Ga	31	44	74,9265002(26)	126(2) с	β ⁻	⁷⁵ Ge	(3/2)−
⁷⁶ Ga	31	45	75,9288276(21)	32,6(6) с	β ⁻	⁷⁶ Ge	(2+,3+)
⁷⁷ Ga	31	46	76,9291543(26)	13,2(2) с	β ⁻	⁷⁷ Ge	(3/2−)
⁷⁸ Ga	31	47	77,9316082(26)	5,09(5) с	β ⁻	⁷⁸ Ge	(3+)
⁷⁹ Ga	31	48	78,93289(11)	2,847(3) с	β ⁻ (99,911 %)	^79m Ge	(3/2−)#
⁷⁹ Ga	31	48	78,93289(11)	2,847(3) с	β ⁻ , n (0,089 %)	⁷⁸ Ge	(3/2−)#
⁸⁰ Ga	31	49	79,93652(13)	1,697(11) с	β ⁻ (99,11 %)	⁸⁰ Ge	(3)
⁸⁰ Ga	31	49	79,93652(13)	1,697(11) с	β ⁻ , n (0,89 %)	⁷⁹ Ge	(3)
⁸¹ Ga	31	50	80,93775(21)	1,217(5) с	β ⁻ (88,11 %)	^81m Ge	(5/2−)
⁸¹ Ga	31	50	80,93775(21)	1,217(5) с	β ⁻ , n (11,89 %)	⁸⁰ Ge	(5/2−)
⁸² Ga	31	51	81,94299(32)#	0,599(2) с	β ⁻ (78,5 %)	⁸² Ge	(123)
⁸² Ga	31	51	81,94299(32)#	0,599(2) с	β ⁻ , n (21,5 %)	⁸¹ Ge	(123)
⁸³ Ga	31	52	82,94698(32)#	308(1) мс	β ⁻ (60 %)	⁸³ Ge	3/2−#
⁸³ Ga	31	52	82,94698(32)#	308(1) мс	β ⁻ , n (40 %)	⁸² Ge	3/2−#
⁸⁴ Ga	31	53	83,95265(43)#	0,085(10) с	β ⁻ , n (70 %)	⁸³ Ge
⁸⁴ Ga	31	53	83,95265(43)#	0,085(10) с	β ⁻ (30 %)	⁸⁴ Ge
⁸⁵ Ga	31	54	84,95700(54)#	50# мс [>300 нс]			3/2−#
⁸⁶ Ga	31	55	85,96312(86)#	30# мс [>300 нс]

Пояснения к таблице

Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.

Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

Символами, выделенными жирным шрифтом , обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом , обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.

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 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.

Примечания

↑ . Дата обращения: 22 мая 2019. 17 марта 2020 года.
. Дата обращения: 22 мая 2019. 23 мая 2019 года.
. Дата обращения: 22 мая 2019. 23 мая 2019 года.
↑ . Дата обращения: 23 мая 2019. 3 июня 2019 года.
Данные приведены по Wang M. , Audi G. , Kondev F. G. , Huang W. J. , Naimi S. , Xu X. (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41 , iss. 3 . — P. 030002-1—030002-344 . — doi : .
↑ Данные приведены по Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : .