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아연 동위 원소

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목차

1. 개요

아연은 5개의 안정 동위 원소(64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn, 70Zn)를 가지며, 64Zn이 가장 풍부하게 존재한다. 아연의 동위 원소는 54Zn부터 83Zn까지 존재하며, 이 중 불안정한 동위 원소는 방사성 붕괴를 한다. 아연 동위 원소는 핵의학, 재료 과학, 환경 과학 등 다양한 분야에서 연구 및 활용된다.

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아연 동위 원소
아연 동위 원소 정보
원소 기호Zn
원자 번호30
nubase2020 참조예
핵종 정보
핵종64Zn
존재 비율49.2%
반감기안정적
핵종65Zn
존재 비율합성
반감기244일
붕괴 방식β+ 붕괴
붕괴 생성물65Cu
핵종66Zn
존재 비율27.7%
반감기안정적
핵종67Zn
존재 비율4.0%
반감기안정적
핵종68Zn
존재 비율18.5%
반감기안정적
핵종69Zn
존재 비율합성
반감기56분
붕괴 방식β- 붕괴
붕괴 생성물69Ga
핵종69mZn
존재 비율합성
반감기13.8시간
붕괴 방식β- 붕괴
붕괴 생성물69Ga
핵종70Zn
존재 비율0.6%
반감기안정적
핵종71Zn
존재 비율합성
반감기2.4분
붕괴 방식β- 붕괴
붕괴 생성물71Ga
핵종71mZn
존재 비율합성
반감기4시간
붕괴 방식β- 붕괴
붕괴 생성물71Ga
핵종72Zn
존재 비율합성
반감기46.5시간
붕괴 방식β- 붕괴
붕괴 생성물72Ga
참고 문헌
문헌 1D. T. Win, M. Al Masum, Weapons of Mass Destruction, Assumption University Journal of Technology, 6(4), 199–219, 2003
문헌 2Roost, E.; Funck, E.; Spernol, A.; Vaninbroukx, R. (1972). “The decay of 65Zn”. Zeitschrift für Physik. 250 (5): 395–412

2. 아연의 동위 원소

아연은 자연에서 5개의 안정 동위 원소(64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn, 70Zn)로 존재하며, 이 중 64Zn가 48.27%로 가장 풍부하게 존재한다.[9][10][11] 아연의 안정 동위 원소는 아래 표와 같다.

핵종Z(양성자)N(중성자)동위 원소 질량 (u)반감기자연 존재비 (몰 분율)
64Zn303463.9291422(7)관찰상 안정[13]0.48268(321)
66Zn303665.9260334(10)안정0.27975(77)
67Zn303766.9271273(10)안정0.04102(21)
68Zn303867.9248442(10)안정0.19024(123)
70Zn304069.9253193(21)관찰상 안정[14]0.00631(9)



나머지 아연 동위 원소에 대한 정보는 동위 원소 표에서 확인할 수 있다.

2. 1. 아연 동위 원소 목록

핵종Z (양성자)N (중성자)동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식[9][10]붕괴 생성물[11]핵 스핀전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율)
54Zn302453.99295(43)#2p52Ni0+
55Zn302554.98398(27)#20# ms [>1.6 µs]2p53Ni5/2-#rowspan=2|rowspan=2|
β+55Cu
56Zn302655.97238(28)#36(10) msβ+56Cu0+
57Zn302756.96479(11)#38(4) msβ+, p (65%)56Ni7/2-#rowspan=2|rowspan=2|
β+ (35%)57Cu
58Zn302857.95459(5)84(9) msβ+, p (60%)57Ni0+rowspan=2|rowspan=2|
β+ (40%)58Cu
59Zn302958.94926(4)182.0(18) msβ+ (99%)59Cu3/2-rowspan=2|rowspan=2|
β+, p (1%)58Ni
60Zn[12]303059.941827(11)2.38(5) 분β+60Cu0+
61Zn303160.939511(17)89.1(2) 초β+61Cu3/2-
62Zn303261.934330(11)9.186(13) 시간β+62Cu0+
63Zn303362.9332116(17)38.47(5) 분β+63Cu3/2-
64Zn303463.9291422(7)관찰상 안정[13]0+0.48268(321)
65Zn303564.9292410(7)243.66(9) 일β+65Cu5/2-
66Zn303665.9260334(10)안정0+0.27975(77)
67Zn303766.9271273(10)안정5/2-0.04102(21)
68Zn303867.9248442(10)안정0+0.19024(123)
69Zn303968.9265503(10)56.4(9) 분β-69Ga1/2-
69mZn3039438.636(18) keV13.76(2) 시간IT (96.7%)69Zn9/2+rowspan=2|rowspan=2|
β- (3.3%)69Ga
70Zn304069.9253193(21)관찰상 안정[14]0+0.00631(9)
71Zn304170.927722(11)2.45(10) 분β-71Ga1/2-
71mZn3041157.7(13) keV3.96(5) 시간β- (99.95%)71Ga9/2+rowspan=2|rowspan=2|
IT (.05%)71Zn
72Zn304271.926858(7)46.5(1) 시간β-72Ga0+
73Zn304372.92978(4)23.5(10) 초β-73Ga(1/2)-
73m2Zn3043237.6(20) keV5.8(8) 초β-73Ga(7/2+)rowspan=2|rowspan=2|
IT73Zn
74Zn304473.92946(5)95.6(12) 초β-74Ga0+
75Zn304574.93294(8)10.2(2) 초β-75Ga(7/2+)#
76Zn304675.93329(9)5.7(3) 초β-76Ga0+
77Zn304776.93696(13)2.08(5) 초β-77Ga(7/2+)#
77mZn3047772.39(12) keV1.05(10) 초IT (50%)77Zn1/2-#rowspan=2|rowspan=2|
β- (50%)77Ga
78Zn304877.93844(10)1.47(15) 초β-78Ga0+
79Zn304978.94265(28)#0.995(19) 초β- (98.7%)79Ga(9/2+)rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (1.3%)78Ga
80Zn305079.94434(18)545(16) 밀리초β- (99%)80Ga0+rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (1%)79Ga
81Zn305180.95048(32)#290(50) 밀리초β- (92.5%)81Ga5/2+#rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (7.5%)80Ga
82Zn305281.95442(54)#100# ms [>300 ns]β-82Ga0+
83Zn305382.96103(54)#80# ms [>300 ns]5/2+#


2. 2. 동위 원소 표

기호Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식붕괴 생성물핵 스핀전형적 동위 원소
구성비
(몰 분율)자연적 구성비
변동 범위
(몰 분율)54Zn302453.99295(43)#2p52Ni0+55Zn302554.98398(27)#20# ms [>1.6 µs]2p53Ni5/2-#rowspan=2|rowspan=2|β+55Cu56Zn302655.97238(28)#36(10) msβ+56Cu0+57Zn302756.96479(11)#38(4) msβ+, p (65%)56Ni7/2-#rowspan=2|rowspan=2|β+ (35%)57Cu58Zn302857.95459(5)84(9) msβ+, p (60%)57Ni0+rowspan=2|rowspan=2|β+ (40%)58Cu59Zn302958.94926(4)182.0(18) msβ+ (99%)59Cu3/2-rowspan=2|rowspan=2|β+, p (1%)58Ni60Zn[12]303059.941827(11)2.38(5) minβ+60Cu0+61Zn303160.939511(17)89.1(2) sβ+61Cu3/2-61m1Zn303188.4(1) keV<430 ms1/2-61m2Zn3031418.10(15) keV140(70) ms3/2-61m3Zn3031756.02(18) keV<130 ms5/2-62Zn303261.934330(11)9.186(13) hβ+62Cu0+63Zn303362.9332116(17)38.47(5) minβ+63Cu3/2-64Zn303463.9291422(7)관찰상 안정[13]0+0.48268(321)65Zn303564.9292410(7)243.66(9) dβ+65Cu5/2-65mZn303553.928(10) keV1.6(6) µs(1/2)-66Zn303665.9260334(10)안정0+0.27975(77)67Zn303766.9271273(10)안정5/2-0.04102(21)68Zn303867.9248442(10)안정0+0.19024(123)69Zn303968.9265503(10)56.4(9) minβ-69Ga1/2-69mZn3039438.636(18) keV13.76(2) hIT (96.7%)69Zn9/2+rowspan=2|rowspan=2|β- (3.3%)69Ga70Zn304069.9253193(21)관찰상 안정[14]0+0.00631(9)71Zn304170.927722(11)2.45(10) minβ-71Ga1/2-71mZn3041157.7(13) keV3.96(5) hβ- (99.95%)71Ga9/2+rowspan=2|rowspan=2|IT (.05%)71Zn72Zn304271.926858(7)46.5(1) hβ-72Ga0+73Zn304372.92978(4)23.5(10) sβ-73Ga(1/2)-73m1Zn3043195.5(2) keV13.0(2) ms(5/2+)73m2Zn3043237.6(20) keV5.8(8) sβ-73Ga(7/2+)rowspan=2|rowspan=2|IT73Zn74Zn304473.92946(5)95.6(12) sβ-74Ga0+75Zn304574.93294(8)10.2(2) sβ-75Ga(7/2+)#76Zn304675.93329(9)5.7(3) sβ-76Ga0+77Zn304776.93696(13)2.08(5) sβ-77Ga(7/2+)#77mZn3047772.39(12) keV1.05(10) sIT (50%)77Zn1/2-#rowspan=2|rowspan=2|β- (50%)77Ga78Zn304877.93844(10)1.47(15) sβ-78Ga0+78mZn30482673(1) keV319(9) ns(8+)79Zn304978.94265(28)#0.995(19) sβ- (98.7%)79Ga(9/2+)rowspan=2|rowspan=2|β-, n (1.3%)78Ga80Zn305079.94434(18)545(16) msβ- (99%)80Ga0+rowspan=2|rowspan=2|β-, n (1%)79Ga81Zn305180.95048(32)#290(50) msβ- (92.5%)81Ga5/2+#rowspan=2|rowspan=2|β-, n (7.5%)80Ga82Zn305281.95442(54)#100# ms [>300 ns]β-82Ga0+83Zn305382.96103(54)#80# ms [>300 ns]5/2+#


참조

[1] 학술지 The decay of 65Zn
[2] 학술지 Weapons of Mass Destruction http://www.journal.a[...]
[3] 문서 Believed to undergo β+β+ decay to '''64Ni''' with a half-life over 6.0×1016 y
[4] 웹사이트 65Zn ε decay https://www.nndc.bnl[...] NNDC Chart of Nuclides
[5] 문서 Believed to undergo β−β− decay to '''70Ge''' with a half-life over 3.8×1018 y
[6] 학술지 Further Evidence for Shape Coexistence in Zn 79 m near Doubly Magic Ni 78 2023-11-30
[7] 학술지 Production of new neutron-rich isotopes near the N = 60 isotones Ge 92 and As 93 by in-flight fission of a 345 MeV/nucleon U 238 beam 2024-04-08
[8] 웹사이트 Standard Atomic Weights Revised – IUPAC http://www.iupac.org[...]
[9] 웹사이트 Nucleonica: Universal Nuclide Chart http://www.nucleonic[...]
[10] 문서 약자:
IT: [[이성질핵 전이]]
[11] 문서 굵은 글꼴은 안정 동위 원소
[12] 문서 [[규소 연소 과정]]의 최종 산물로서, 생성 과정이 [[흡열 반응]]이므로 [[항성]]의 붕괴를 촉진한다.
[13] 문서 이론상으로는 최소한 2.3×1018년의 반감기를 거쳐 [[이중 베타 붕괴]]를 통해 '''64Ni'''로 붕괴할 것으로 추정되나 아직 관찰된 적은 없다.
[14] 문서 이론상으로는 최소한 1.3×1016년의 반감기를 거쳐 [[이중 베타 붕괴]]를 통해 '''70Ge'''으로 붕괴할 것으로 추정되나, 아직 관찰된 적은 없다.


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