Isótopos del gadolinio

Isótopos del gadolinio  ( 64 Gd)
Isótopos principales [1]Decadencia
abundanciavida media ( t 1/2 )modoproducto
148 Diossintetizador86,9 años [2]alfa144 pequeños
150 mil dólaressintetizador1,79 × 10 6  añosalfa146 Pequeño
152 Dios0,2%1,08 × 10 14  añosalfa148 pequeños
153 Diossintetizador240,6 díasmi153 UE
154 Dios2,18%estable
155 Dios14,8%estable
156 Dios20,5%estable
157 Dios15,7%estable
158 Dios24,8%estable
160 mil dólares21,9%estable
Peso atómico estándar A r °(Gd)
  • 157,249 ± 0,002 [3]
  • 157,25 ± 0,01  ( abreviado ) [4]

El gadolinio ( 64 Gd) natural se compone de 6 isótopos estables , 154 Gd, 155 Gd , 156 Gd, 157 Gd, 158 Gd y 160 Gd, y 1 radioisótopo , 152 Gd, siendo 158 Gd el más abundante (24,84% de abundancia natural ). La doble desintegración beta prevista de 160 Gd nunca se ha observado ; solo se ha establecido experimentalmente un límite inferior para su vida media de más de 1,3×10 21 años. [5]

Se han caracterizado treinta y tres radioisótopos, siendo el más estable el 152 Gd (de origen natural) de desintegración alfa con una vida media de 1,08×10 14 años, y el 150 Gd con una vida media de 1,79×10 6 años. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias inferiores a 100 años, la mayoría de ellos con vidas medias inferiores a 24,6 segundos. Los isótopos de gadolinio tienen 10 isómeros metaestables , siendo los más estables el 143m Gd (t 1/2 = 110 segundos), el 145m Gd (t 1/2 = 85 segundos) y el 141m Gd (t 1/2 = 24,5 segundos).

El modo de desintegración primario en pesos atómicos inferiores al isótopo estable más abundante, 158 Gd, es la captura de electrones , y el modo primario en pesos atómicos superiores es la desintegración beta . Los productos primarios de desintegración de los isótopos más ligeros que 158 Gd son los isótopos de europio y los productos primarios de los isótopos más pesados ​​son los isótopos de terbio .

Lista de isótopos


Nuclido
[n.° 1]
OnorteMasa isotópica ( Da ) [6] [n 2] [n 3]
Vida media [1]
[n 4] [n 5]

Modo de decaimiento
[1]
[n 6]

Isótopo hija

[n 7] [n 8]
Giro y
paridad [1]
[n 9] [n 5]
Abundancia natural (fracción molar)
Energía de excitación [n 5]Proporción normal [1]Rango de variación
135 Dios6471134.95250(43)#1.1(2) sβ + (98%)135 UE(5/2+)
β + , p (98%)134 pequeños
136 Dios6472135.94730(32)#1# s [>200 ns]β + ?136 UE0+
β + , p?135 pequeños
137 Dios6473136.94502(32)#2.2(2) sβ +137 UE(7/2)+#
β + , p ?136 Pequeño
138 Dios6474137.94025(22)#4.7(9) sβ +138 UE0+
138m Dios2232,6(11) keV6,2(0,2) μsÉL138 Dios(8−)
139 Dios6475138.93813(21)#5.7(3) sβ +139 UE9/2−#
β + , p?138 Pequeño
139m Dios [n.° 10]250(150)# keV4.8(9) sβ +139 UE1/2+#
β + , p?138 Pequeño
140 mil dólares6476139.933674(30)15.8(4) sβ + (67(8)%)140 UE0+
CE (33(8)%)
141 Dios6477140.932126(21)14(4) sβ + (99,97%)141 UE(1/2+)
β + , p (0,03%)140 pequeños
141m Dios377,76(9) keV24.5(5) sβ + (89%)141 UE(11/2−)
TI (11%)141 Dios
142 Dios6478141.928116(30)70.2(6) sCE (52(5)%)142 UE0+
β + (48(5)%)
143 Dios6479142.92675(22)39(2) sβ +143 UE1/2+
β + , p?142 pequeños
β + , α ?139 pm
143m Dios152,6(5) keV110.0(14) segundosβ +143 UE11/2−
β + , p?142 pequeños
β + , α ?139 pm
144 Dios6480143.922963(30)4,47(6) minutosβ +144 UE0+
144m Dios3433,1(5) keV145(30) nsÉL144 Dios(10+)
145 Dios6481144.921710(21)23,0(4) minutosβ +145 UE1/2+
145 m Dios749,1(2) keV85(3) sTI (94,3%)145 Dios11/2−
β + (5,7%)145 UE
146 Dios6482145.9183185(44)48.27(10) dCE146 UE0+
147 Dios6483146.9191010(20)38.06(12) hβ +147 UE7/2−
147m Dios8587,8(5) keV510(20) nsÉL147 Dios49/2+
148 Dios6484147.9181214(16)86.9(39) y [2]α [nº 11]144 pequeños0+
149 Dios6485148.9193477(36)9.28(10) dβ +149 UE7/2−
α (4,3 × 10 −4 %)145 pequeños
150 mil dólares6486149.9186639(65)1,79(8)×10 6  añosα [nº 12]146 Pequeño0+
151 Dios6487150.9203549(32)123.9(10)dCE151 UE7/2−
α (1,1 × 10 −6 %)147 Pequeño
152 Dios [n.° 13]6488151.9197984(11)1.08(8)×10 14  añosα [número 14]148 pequeños0+0,0020(1)
153 Dios6489152.9217569(11)240.6(7)dCE153 UE3/2−
153m1 Dios95,1737(8) keV3,5(4) μsÉL153 Dios9/2+
153m2 de superficie total171,188(4) keV76,0(14) μsÉL153 Dios(11/2−)
154 Dios6490153.9208730(11)Observacionalmente estable [n.° 15]0+0,0218(2)
155 Dios [n.° 16]6491154.9226294(11)Observacionalmente estable [n.° 17]3/2−0,1480(9)
155 m Dios121,10(19) keV31,97(27) msÉL155 Dios11/2−
156 Dios [n.° 16]6492155.9221301(11)Estable0+0,2047(3)
156m Dios2137,60(5) keV1,3(1) μsÉL156 Dios7-
157 Dios [n.° 16]6493156.9239674(10)Estable3/2−0,1565(4)
157m1 Dios63,916(5) keV460(40) nsÉL157 Dios5/2+
157m2 de superficie habitable426,539(23) keV18,5(23) μsÉL157 Dios11/2−
158 Dios [n.° 16]6494157.9241112(10)Estable0+0,2484(8)
159 Dios [n.° 16]6495158.9263958(11)18.479(4)hβ 159 terabytes3/2−
160 Dios [n.° 16]6496159.9270612(12)Observacionalmente estable [n.° 18]0+0,2186(3)
161 Dios6497160.9296763(16)3.646(3) minutosβ 161 TB5/2−
162 Dios6498161.9309918(43)8,4(2) minutosβ 162 terabytes0+
163 Dios6499162.93409664(86)68(3) sβ 163 TB7/2+
163m Dios138,22(20) keV23.5(10) s¿ÉL?163 Dios1/2−
β 163 TB
164 Dios64100163.9359162(11)45(3) sβ 164 terabytes0+
164m Dios1095,8(4) keV589(18) nsÉL164 Dios(4−)
165 mil dólares64101164.9393171(14)11.6(10) sβ 165 terabytes1/2−#
166 Dios64102165.9416304(17)5.1(8) sβ 166 terabytes0+
166m Dios1601,5(11) keV950(60)nsÉL166 Dios(6−)
167 Dios64103166.9454900(56)4.2(3) sβ 167 TB5/2−#
168 Dios64104167.94831(32)#3.03(16) sβ 168 terabytes0+
169 Dios64105168.95288(43)#750(210)msβ 169 terabytes7/2−#
β , n? (<0,7%) [7]168 terabytes
170 mil dólares64106169.95615(54)#675+94
−75
 Sra.
[7]
β 170 terabytes0+
β , n? (<3%) [7]169 terabytes
171 Dios64107170.96113(54)#392+145
−136
 Sra.
[7]
β 171 TB9/2+#
β , n? (<10%) [7]170 terabytes
172 Dios64108171.96461(32)#163+113
−99
 Sra.
[7]
β 172 TB0+#
β , n? (<50%) [7]171 TB
Encabezado y pie de página de esta tabla:
  1. ^ m Gd – Isómero nuclear excitado .
  2. ^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
  3. ^ # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).
  4. ^ Vida media audaz  : casi estable, vida media más larga que la edad del universo .
  5. ^ abc # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
  6. ^ Modos de descomposición:
    CE:Captura de electrones
    ÉL:Transición isomérica
  7. ^ Símbolo en negrita y cursiva como hija: el producto hija es casi estable.
  8. ^ Símbolo en negrita como hija: el producto hija es estable.
  9. ^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
  10. ^ El orden del estado fundamental y del isómero es incierto.
  11. ^ Se teoriza que también sufre desintegración β + β + a 148 Sm
  12. ^ Se teoriza que también sufre desintegración β + β + a 150 Sm
  13. ^ radionúclido primordial
  14. ^ Se teoriza que también sufre desintegración β + β + a 152 Sm
  15. ^ Se cree que sufre desintegración α a 150 Sm
  16. ^ abcdef Producto de fisión
  17. ^ Se cree que sufre desintegración α a 151 Sm
  18. ^ Se cree que sufre una desintegración β β ​​a 160 Dy con una vida media de 3,1×10 19 años.

Gadolinio-148

Con una vida media de86,9 ± 3,9 años solo por desintegración alfa, [2] el gadolinio-148 sería ideal para generadores termoeléctricos de radioisótopos . Sin embargo, el gadolinio-148 no puede sintetizarse económicamente en cantidades suficientes para alimentar un RTG. [8]

Gadolinio-153

El gadolinio-153 tiene una vida media de240,4 ± 10 d y emite radiación gamma con picos fuertes a 41 keV y 102 keV. Se utiliza como fuente de rayos gamma para absorciometría y fluorescencia de rayos X , para medidores de densidad ósea para detección de osteoporosis y para la elaboración de perfiles radiométricos en el sistema de imágenes de rayos X portátil Lixiscope, también conocido como Lixi Profiler. En medicina nuclear , sirve para calibrar el equipo necesario como los sistemas de tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) para hacer radiografías . Asegura que las máquinas funcionen correctamente para producir imágenes de la distribución del radioisótopo dentro del paciente. Este isótopo se produce en un reactor nuclear a partir de europio o gadolinio enriquecido . [9] También puede detectar la pérdida de calcio en los huesos de la cadera y la espalda, lo que permite la capacidad de diagnosticar la osteoporosis. [10]

Referencias

  1. ^ abcde Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación NUBASE2020 de las propiedades nucleares" (PDF) . Chinese Physics C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  2. ^ abc Chiera, Nadine M.; Dressler, Rugard; Sprung, Peter; Talip, Zeynep; Schumann, Dorothea (2023). "Determinación de la vida media del gadolinio-148". Radiación aplicada e isótopos . 194 . Elsevier BV: 110708. doi :10.1016/j.apradiso.2023.110708. ISSN  0969-8043.
  3. ^ "Pesos atómicos estándar: gadolinio". CIAAW . 2024.
  4. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (4 de mayo de 2022). "Pesos atómicos estándar de los elementos 2021 (Informe técnico de la IUPAC)". Química pura y aplicada . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
  5. ^ FA Danevich; et al. (2001). "Búsqueda de la desintegración beta doble de los isótopos 160 Gd y Ce". Física nuclear A . 694 (1–2): 375–391. arXiv : nucl-ex/0011020 . Código Bibliográfico :2001NuPhA.694..375D. doi :10.1016/S0375-9474(01)00983-6. S2CID  11874988.
  6. ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "La evaluación de masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Chinese Physics C . 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
  7. ^ abcdefg Kiss, GG; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; et al. (2022). "Medición de las propiedades de desintegración β de isótopos exóticos ricos en neutrones Pm, Sm, Eu y Gd para limitar los rendimientos de la nucleosíntesis en la región de las tierras raras". The Astrophysical Journal . 936 (107): 107. Bibcode :2022ApJ...936..107K. doi : 10.3847/1538-4357/ac80fc . hdl : 2117/375253 .
  8. ^ Consejo, Investigación Nacional; Ciencias, División de Ingeniería Física; Junta, Ingeniería Aeronáutica Espacial; Junta, Estudios Espaciales; Comité, Sistemas de Energía Radioisotópica (2009). Sistemas de energía radioisotópica: un imperativo para mantener el liderazgo de los EE. UU. en la exploración espacial . CiteSeerX 10.1.1.367.4042 . doi :10.17226/12653. ISBN  978-0-309-13857-4.
  9. ^ "PNNL: Programa de Ciencias Isotopicas – Gadolinio-153". pnl.gov . Archivado desde el original el 27 de mayo de 2009.
  10. ^ "Gadolinio". Centro de recursos de química del BCIT . Instituto Tecnológico de Columbia Británica. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2011. Consultado el 30 de marzo de 2011 .
  • Masas de isótopos de:
    • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de desintegración", Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode :2003NuPhA.729....3A, doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
  • Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar de:
    • de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atómicos de los elementos. Revisión 2000 (Informe técnico de la IUPAC)". Química pura y aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351/pac200375060683 .
    • Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atómicos de los elementos 2005 (Informe técnico de la IUPAC)". Química pura y aplicada . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351/pac200678112051 .
  • "Noticias y avisos: pesos atómicos estándar revisados". Unión Internacional de Química Pura y Aplicada . 19 de octubre de 2005.
  • Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
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