Interested Article - Изотопы фтора

susan
  • 2020-05-13
  • 1

Изото́пы фто́ра — разновидности химического элемента фтора , имеющие разное количество нейтронов в атомном ядре . Известны изотопы фтора с массовыми числами от 14 до 31 (количество протонов 9, нейтронов от 5 до 22) и 2 ядерных изомера .

Единственным стабильным изотопом фтора является 19 F , его природная изотопная распространённость равна 100 % . Таким образом, фтор — моноизотопный элемент . Самым долгоживущим радиоизотопом является 18 F с периодом полураспада 110 минут.

Фтор-18

Скан тела человека после введения фтордезоксиглюкозы

Изотоп 18 F является источником позитронов . Используется в ядерной медицине в качестве маркера в диагностических фармпрепаратах фтора, таких как фтордезоксиглюкоза (ФДГ), фторид натрия , фторэтил-L-тирозин способом позитронно-эмиссионной томографии . Изотоп обладает оптимальным периодом полураспада и умеренной энергией излучения для минимизации ущерба пациенту. Короткий период полураспада (110 минут) требует высокой скорости синтеза и доставки препарата пациенту, поэтому ускоритель и фармацевтическая лаборатория строятся в непосредственной близости к медицинскому учреждению.

Активность 3,52⋅10 18 Бк /грамм. ~97 % распадов идет по каналу позитронного распада , ~3 % по каналу захвата электрона . В обоих случаях дочерний изотоп 18 O . При позитронном распаде максимальная энергия позитронов 0,63 МэВ, средняя 0,25 МэВ . При аннигиляции позитрона с электроном образуются два гамма-кванта с энергией 511 кэВ.

18 F синтезируют на ускорителях, облучая мишень 18 O протонами. Химически мишенью обычно является вода (природного изотопного состава или обогащённая по изотопу 18 O). В медицинских учреждениях обычно используют циклотроны , реже линейные ускорители.

В России действует несколько медицинских центров, выполняющих синтез 18 F и диагностику с использованием его препаратов .

Радиоактивные свойства

Радиоактивные свойства некоторых изотопов фтора представлены в таблице:

Массовое число Реакция получения Период полураспада Тип распада
17 9 Be( 14 N, 6 He); 14 N( 14 N, 11 B); 14 N(α,n); 16 O(d,n); 16 O(p,γ), 16 O( 14 N, 13 C); 19 F(γ,2n) 64,49 с β +
18 9 Be( 14 N, 5 He); 14 N( 14 N, 10 B); 16 O(α,pn); 18 O(p,n); 19 F(n,2n); 19 F(d,T) 109,771 мин β +
20 19 F(d,p); 19 F(n,γ); 23 Na(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
( 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
Энергия возбуждения
13 F 9 4 p 12 O
14 F 9 5 14,03432(4) 500(60)⋅10 −24 с
[910 кэВ] 		p 13 O 2−
15 F 9 6 15,017785(15) 1,1(0,3)⋅10 −21 с
[1,0(2) МэВ] 		p 14 O 1/2+
16 F 9 7 16,011466(9) 11(6)⋅10 −21 с
[40(20) кэВ] 		p 15 O 0−
17 F 9 8 17,00209524(27) 64,370(27) с β + 17 O 5/2+
18 F 9 9 18,0009373(5) 109,739(9) мин β + (96,86 %) 18 O 1+
ЭЗ (3,14 %) 18 O
18m F 1121,36(15) кэВ 162(7) нс ИП 18 F 5+
19 F 9 10 18,9984031629(9) стабилен 1/2+ 1,0000
20 F 9 11 19,99998125(3) 11,163(8) с β − 20 Ne 2+
21 F 9 12 20,9999489(19) 4,158(20) с β − 21 Ne 5/2+
22 F 9 13 22,002999(13) 4,23(4) с β − (89 %) 22 Ne (4+)
β − , n (11 %) 21 Ne
23 F 9 14 23,00353(4) 2,23(14) с β − (86 %) 23 Ne 5/2+
β − , n (14 %) 22 Ne
24 F 9 15 24,00810(10) 384(16) мс β − (94,1 %) 24 Ne 3+
β − , n (5,9 %) 23 Ne
25 F 9 16 25,01217(10) 80(9) мс β − (76,9 %) 25 Ne (5/2+)
β − , n (23,1 %) 24 Ne
26 F 9 17 26,02002(12) 8,2(9) мс β − (86,5 %) 26 Ne 1+
β − , n (13,5 %) 25 Ne
26m F 643,4(1) кэВ 2,2(1) мс ИП (82 %) 26 F (4+)
β − , n (12 %) 25 Ne
β − (6 %) 26 Ne
27 F 9 18 27,02732(42) 4,9(2) мс β − , n (77 %) 26 Ne 5/2+#
β − (23 %) 27 Ne
28 F 9 19 28,03622(42) 46⋅10 −21 с n 27 F
29 F 9 20 29,04310(56) 2,5(3) мс β − , n (60 %) 28 Ne 5/2+#
β − (40 %) 29 Ne
31 F 9 22 31,06027(59)# 1# мс [>260 нс] β − 31 Ne 5/2+#


Пояснения к таблице

  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов.
  • 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 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. ↑ Данные приведены по Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : . Открытый доступ
  2. ↑ . Дата обращения: 23 мая 2018. Архивировано из 24 мая 2018 года.
  3. . Дата обращения: 22 мая 2019. 17 марта 2020 года.
  4. (недоступная ссылка) (англ.)
  5. . Дата обращения: 23 мая 2018. 24 мая 2018 года.
  6. . Дата обращения: 23 мая 2018. Архивировано из 24 мая 2018 года.
  7. 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.
  8. 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 : .
  9. ↑ Данные приведены по Audi G. , Kondev F. G. , Wang M. , Huang W. J. , Naimi S. (англ.) // . — 2017. — Vol. 41 , iss. 3 . — P. 030001-1—030001-138 . — doi : . — Bibcode : . Открытый доступ
  10. Charity R. J. et al. (англ.) // Physical Review Letters. — 2021. — Vol. 126 , iss. 13 . — P. 2501 . — doi : . 13 мая 2022 года.
Источник —

susan
  • 2020-05-13
  • 1
  • Tags:

Same as Изотопы фтора

The title for the last searches