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인듐 동위 원소

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목차

1. 개요

인듐은 36개의 동위 원소가 알려져 있으며, 이 중 두 개는 자연적으로 존재한다. 인듐-115는 매우 긴 반감기를 가진 방사성 동위 원소이며, 인듐-113은 자연계에 미량 존재하는 안정 동위 원소이다. 인듐-111은 방사성 의약품으로 사용되며, 백혈구 등에 표지되어 염증 병소를 확인하는 데 사용된다. 인듐의 여러 준안정 이성질체들이 존재하며, 이들은 특정 에너지 준위에서 비교적 긴 반감기를 가지고 붕괴한다.

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인듐 동위 원소
핵종 정보
원소 기호In
Nubase 2020 참고예
동위 원소 정보
질량수111
원소 기호In
존재 비율합성
반감기2.8일
붕괴 방식 1전자 포획
딸 핵종 링크카드뮴-111
딸 핵종 질량수111
딸 핵종 기호Cd
질량수113
원소 기호In
존재 비율4.28%
반감기안정적
질량수115
원소 기호In
존재 비율95.72%
반감기4.41×10^14년
붕괴 방식 1베타 붕괴(-)
딸 핵종 링크주석-115
딸 핵종 질량수115
딸 핵종 기호Sn
추가 정보
하위 항목아니오
참고 자료

2. 동위 원소 목록

(범위)여기 에너지97In494896.94954(64)#5# ms9/2+#98In494997.94214(21)#45(23) ms [32(+32-11) ms]0+#98mIn0(500)# keV1.7(8) s [1.2(+12-4) s]99In495098.93422(43)#3.1(8) s [3.0(+8-7) s]9/2+#99mIn400(150)# keV1# s1/2-#100In495199.93111(27)5.9(2) s(6,7)+101In4952100.92634(32)#15.1(3) s9/2+#101mIn550(100)# keV10# s1/2-#102In4953101.92409(12)23.3(1) s(6+)103In4954102.919914(27)60(1) s9/2+#103mIn631.7(1) keV34(2) s(1/2-)#104In4955103.91830(9)1.80(3) 분5,6(+)104mIn93.48(10) keV15.7(5) s(3+)105In4956104.914674(19)5.07(7) 분9/2+105mIn674.1(3) keV48(6) s(1/2)-106In4957105.913465(13)6.2(1) 분7+106mIn28.6(3) keV5.2(1) 분(3+)107In4958106.910295(12)32.4(3) 분9/2+107mIn678.5(3) keV50.4(6) s1/2-108In4959107.909698(10)58.0(12) 분7+108mIn29.75(5) keV39.6(7) 분2+109In4960108.907151(6)4.2(1) 시간9/2+109m1In650.1(3) keV1.34(7) 분1/2-109m2In2101.8(2) keV209(6) ms(19/2+)110In4961109.907165(13)4.9(1) 시간7+110mIn62.1(5) keV69.1(5) 분2+111In4962110.905103(5)2.8047(5) 일9/2+111mIn536.95(6) keV7.7(2) 분1/2-112In4963111.905532(6)14.97(10) 분1+112m1In156.59(5) keV20.56(6) 분4+112m2In350.76(9) keV690(50) ns7+112m3In613.69(14) keV2.81(3) µs8-113In4964112.904058(3)안정9/2+0.0429(5)113mIn391.699(3) keV1.6579(4) 시간1/2-114In4965113.904914(3)71.9(1) s1+114m1In190.29(3) keV49.51(1) 일5+114m2In501.94(3) keV43.1(6) ms(8-)114m3In641.72(3) keV4.3(4) µs(7+)115In4966114.903878(5)4.41(25)×1014 년9/2+0.9571(5)115mIn336.244(17) keV4.486(4) 시간1/2-116In4967115.905260(5)14.10(3) s1+116m1In127.267(6) keV54.29(17) 분5+116m2In289.660(6) keV2.18(4) s8-117In4968116.904514(6)43.2(3) 분9/2+117mIn315.302(12) keV116.2(3) 분1/2-118In4969117.906354(9)5.0(5) s1+118m1In100(50)# keV4.364(7) 분5+118m2In240(50)# keV8.5(3) s8-119In4970118.905845(8)2.4(1) 분9/2+119m1In311.37(3) keV18.0(3) 분1/2-119m2In654.27(7) keV130(15) ns1/2+,3/2+120In4971119.90796(4)3.08(8) s1+120m1In50(60)# keV46.2(8) s5+120m2In300(200)# keV47.3(5) s8(-)121In4972120.907846(29)23.1(6) s9/2+121mIn312.98(8) keV3.88(10) 분1/2-122In4973121.91028(5)1.5(3) s1+122m1In40(60)# keV10.3(6) s5+122m2In290(140) keV10.8(4) s8-123In4974122.910438(26)6.17(5) s(9/2)+123mIn327.21(4) keV47.4(4) s(1/2)-124In4975123.91318(5)3.11(10) s3+124mIn-20(70) keV3.7(2) s(8)(-#)125In4976124.91360(3)2.36(4) s9/2+125mIn360.12(9) keV12.2(2) s1/2(-)126In4977125.91646(4)1.53(1) s3(+#)126mIn100(60) keV1.64(5) s8(-#)127In4978126.91735(4)1.09(1) s9/2(+)127mIn460(70) keV3.67(4) s(1/2-)128In4979127.92017(5)0.84(6) s(3)+128m1In247.87(10) keV10(7) ms(1)-128m2In320(60) keV720(100) ms(8-)129In4980128.92170(5)611(4) ms9/2+#129m1In380(70) keV1.23(3) s(1/2-)#129m2In1688.0(5) keV8.5(5) µs17/2-130In4981129.92497(4)0.29(2) s1(-)130m1In50(50) keV538(5) ms10-#130m2In400(60) keV0.54(1) s(5+)131In4982130.92685(3)0.28(3) s(9/2+)131m1In363(37) keV0.35(5) s(1/2-)131m2In4.10(7) MeV320(60) ms(19/2+ to 23/2+)132In4983131.93299(7)206(4) ms(7-)133In4984132.93781(32)#165(3) ms(9/2+)133mIn330(40)# keV180# ms(1/2-)134In4985133.94415(43)#140(4) ms135In4986134.94933(54)#92(10) ms9/2+#



인듐의 동위 원소와 그 이성질체에 대한 표이다. 여기에는 각 동위 원소의 핵자 수(A), 양성자 수(Z), 중성자 수(N), 동위 원소 질량, 반감기, 핵 스핀, 자연계 존재 비율(해당하는 경우) 등의 정보가 포함되어 있다.111In, 113In, 115In에 대한 자세한 정보는 별도 하위 섹션에서 다룬다.

2. 1. 주요 동위 원소

인듐은 원자번호 49번의 원소로, 다양한 동위 원소를 가지고 있다. 이 중 자연에서 발견되는 동위 원소는 113In(안정)과 115In(방사성) 두 가지이다. 113In은 자연계에 존재하는 인듐의 약 4.3%를, 115In은 약 95.7%를 차지한다. 115In은 매우 긴 반감기(4.41 x 1014년)를 가지고 있어 사실상 안정 동위 원소로 간주된다.

인듐의 동위 원소들은 핵의학 분야에서 중요하게 사용된다. 특히 111In은 백혈구 등에 표지하여 염증 병소를 확인하는 방사성 의약품으로 사용된다.[5]

핵종양성자 수중성자 수동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식딸핵종핵 스핀
111In4962110.9051072(37)2.8048(1) 일EC111Cd9/2+
113In4964112.90406045(20)안정113In9/2+
115In4966114.903878772(12)4.41(25)×1014 년β−115Sn9/2+

[6][7]

이 외에도 다양한 인듐 동위 원소들이 존재하며, 이들은 대부분 짧은 반감기를 가지고 붕괴한다.

2. 1. 1. 인듐-111 (¹¹¹In)

Indium-111영어(111In)은 백혈구 등에 표지하여 염증 병소를 확인하는 데 사용되는 방사성 의약품이다.[1] 반감기는 약 2.8일이다.[1]

2. 1. 2. 인듐-113 (¹¹³In)

'''인듐-113'''(113In)은 인듐의 안정 동위 원소 중 하나로, 자연계에 존재하는 인듐의 약 4.3%를 차지한다. 양성자 49개와 중성자 64개로 구성되며, 핵 스핀은 9/2+이다.[1]

핵종Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)핵 스핀자연 존재비
113In4964112.904058(3)9/2+0.0429(5)


2. 1. 3. 인듐-115 (¹¹⁵In)

Indium-115영어 (115In)는 인듐 동위 원소 중 자연계에 가장 풍부하게 존재하는 원소이다. 인듐-115는 전체 인듐의 95.7%를 차지하지만, 실제로는 매우 긴 반감기(4.41 x 1014년)를 가진 방사성 동위 원소이다. 115In의 핵 스핀은 9/2+이다.

인듐-115(115In)
양성자 수49
중성자 수66
동위 원소 질량114.903878(5) u
반감기4.41(25)×1014 년
핵 스핀9/2+
자연 존재비0.9571(5)


2. 2. 준안정 이성질체

인듐 동위 원소는 들뜬 상태에서 수명이 긴 준안정 이성질체(metastable isomer)를 가진다. 이들은 바닥 상태보다 높은 에너지를 가지며, 감마 붕괴를 통해 바닥 상태로 돌아가거나 다른 핵종으로 붕괴한다. 인듐-115(115In)는 매우 긴 반감기를 가진 천연 방사성 동위 원소이지만, 이보다 훨씬 짧은 반감기를 가진 준안정 이성질체 115mIn도 존재한다.

인듐의 준안정 이성질체는 98mIn부터 133mIn까지 다양하게 존재하며, 각 이성질체는 고유한 에너지 준위, 반감기, 핵 스핀을 가진다. 예를 들어, 113mIn은 1.6579(4) 시간의 반감기를 가지고 1/2-의 핵 스핀을 가지는 반면, 114m1In은 49.51(1) 일의 긴 반감기를 가지고 5+의 핵 스핀을 가진다.

인듐의 다양한 준안정 이성질체들은 핵의학, 산업, 연구 등 다양한 분야에서 활용된다.

2. 2. 1. 준안정 이성질체의 종류

인듐은 여러 준안정 이성질체를 가지고 있다. 아래 표는 인듐 동위 원소의 준안정 이성질체들을 나열하고, 각각의 에너지 준위와 반감기 등의 특성을 설명한다.

핵종여기 에너지 (keV)반감기핵 스핀
98mIn0(500)#1.7(8) s해당 자료 없음
99mIn400(150)#1# s1/2-#
101mIn550(100)#10# s1/2-#
103mIn631.7(1)34(2) s(1/2-)#
104mIn93.48(10)15.7(5) s(3+)
105mIn674.1(3)48(6) s(1/2)-
106mIn28.6(3)5.2(1) 분(3+)
107mIn678.5(3)50.4(6) s1/2-
108mIn29.75(5)39.6(7) 분2+
109m1In650.1(3)1.34(7) 분1/2-
109m2In2101.8(2)209(6) ms(19/2+)
110mIn62.1(5)69.1(5) 분2+
111mIn536.95(6)7.7(2) 분1/2-
112m1In156.59(5)20.56(6) 분4+
112m2In350.76(9)690(50) ns7+
112m3In613.69(14)2.81(3) µs8-
113mIn391.699(3)1.6579(4) 시간1/2-
114m1In190.29(3)49.51(1) 일5+
114m2In501.94(3)43.1(6) ms(8-)
114m3In641.72(3)4.3(4) µs(7+)
115mIn336.244(17)4.486(4) 시간1/2-
116m1In127.267(6)54.29(17) 분5+
116m2In289.660(6)2.18(4) s8-
117mIn315.302(12)116.2(3) 분1/2-
118m1In100(50)#4.364(7) 분5+
118m2In240(50)#8.5(3) s8-
119m1In311.37(3)18.0(3) 분1/2-
119m2In654.27(7)130(15) ns1/2+,3/2+
120m1In50(60)#46.2(8) s5+
120m2In300(200)#47.3(5) s8(-)
121mIn312.98(8)3.88(10) 분1/2-
122m1In40(60)#10.3(6) s5+
122m2In290(140)10.8(4) s8-
123mIn327.21(4)47.4(4) s(1/2)-
124mIn-20(70)3.7(2) s(8)(-#)
125mIn360.12(9)12.2(2) s1/2(-)
126mIn100(60)1.64(5) s8(-#)
127mIn460(70)3.67(4) s(1/2-)
128m1In247.87(10)10(7) ms(1)-
128m2In320(60)720(100) ms(8-)
129m1In380(70)1.23(3) s(1/2-)#
129m2In1688.0(5)8.5(5) µs17/2-
130m1In50(50)538(5) ms10-#
130m2In400(60)0.54(1) s(5+)
131m1In363(37)0.35(5) s(1/2-)
131m2In4.10(7)320(60) ms(19/2+ to 23/2+)
133mIn330(40)#180# ms(1/2-)




3. 표

핵자 수Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식붕괴 생성 동위 원소핵 스핀자연계에 존재하는 동위 원소 범위 (몰 분율)자연계에 존재하는 최대 범위 (몰 분율)
들뜬 에너지
97In494896.94954(64)#5# ms9/2+#
98In494997.94214(21)#45(23) ms [32(+32-11) ms]β+98Cd0+#
98mIn0(500)# keV1.7(8) s [1.2(+12-4) s]
99In495098.93422(43)#3.1(8) s [3.0(+8-7) s]β+99Cd9/2+#
99mIn400(150)# keV1# s1/2-#
100In495199.93111(27)5.9(2) sβ+ (96.1%)100Cd(6,7)+rowspan=2|rowspan=2|
β+, p (3.9%)99Ag
101In4952100.92634(32)#15.1(3) sβ+100Cd9/2+#rowspan=2|rowspan=2|
β+, p100Ag
101mIn550(100)# keV10# s1/2-#
102In4953101.92409(12)23.3(1) sβ+ (99.99%)102Cd(6+)rowspan=2|rowspan=2|
β+, p (0.00929%)101Ag
103In4954102.919914(27)60(1) sβ+103Cd9/2+#
103mIn631.7(1) keV34(2) s(1/2-)#
104In4955103.91830(9)1.80(3) 분β+104Cd5,6(+)
104mIn93.48(10) keV15.7(5) sIT (80%)104In(3+)rowspan=2|rowspan=2|
β+ (20%)104Cd
105In4956104.914674(19)5.07(7) 분β+105Cd9/2+
105mIn674.1(3) keV48(6) sIT105In(1/2)-
106In4957105.913465(13)6.2(1) 분β+106Cd7+
106mIn28.6(3) keV5.2(1) 분β+106Cd(3+)
107In4958106.910295(12)32.4(3) 분β+107Cd9/2+
107mIn678.5(3) keV50.4(6) sIT107In1/2-
108In4959107.909698(10)58.0(12) 분β+108Cd7+
108mIn29.75(5) keV39.6(7) 분β+108Cd2+
109In4960108.907151(6)4.2(1) 시간β+109Cd9/2+
109m1In650.1(3) keV1.34(7) 분IT109In1/2-
109m2In2101.8(2) keV209(6) ms(19/2+)
110In4961109.907165(13)4.9(1) 시간β+110Cd7+
110mIn62.1(5) keV69.1(5) 분β+110Cd2+
111In[13]4962110.905103(5)2.8047(5) 일ε111Cd9/2+
111mIn536.95(6) keV7.7(2) 분IT111In1/2-
112In4963111.905532(6)14.97(10) 분β+ (56%)112Cd1+rowspan=2|rowspan=2|
β- (44%)112Sn
112m1In156.59(5) keV20.56(6) 분β+112Cd4+
112m2In350.76(9) keV690(50) ns7+
112m3In613.69(14) keV2.81(3) µs8-
113In4964112.904058(3)안정[14]9/2+0.0429(5)
113mIn391.699(3) keV1.6579(4) 시간IT113In1/2-
114In4965113.904914(3)71.9(1) sβ- (99.5%)114Sn1+rowspan=2|rowspan=2|
β+ (0.5%)114Cd
114m1In190.29(3) keV49.51(1) 일IT (96.75%)114In5+rowspan=2|rowspan=2|
β+ (3.25%)114Cd
114m2In501.94(3) keV43.1(6) msIT (96.75%)114In(8-)rowspan=2|rowspan=2|
β+ (3.25%)114Cd
114m3In641.72(3) keV4.3(4) µs(7+)
115In[15][16]4966114.903878(5)4.41(25)×1014 년β-115Sn9/2+0.9571(5)
115mIn336.244(17) keV4.486(4) 시간IT (95%)'115In'1/2-rowspan=2|rowspan=2|
β- (5%)115Sn
116In4967115.905260(5)14.10(3) sβ-116Sn1+rowspan=2|rowspan=2|
ε'116Cd'
116m1In127.267(6) keV54.29(17) 분5+
116m2In289.660(6) keV2.18(4) s8-
117In4968116.904514(6)43.2(3) 분β-117Sn9/2+
117mIn315.302(12) keV116.2(3) 분β- (52.91%)117Sn1/2-rowspan=2|rowspan=2|
IT (47.09%)117In
118In4969117.906354(9)5.0(5) sβ-118Sn1+
118m1In100(50)# keV4.364(7) 분β-118Sn5+
118m2In240(50)# keV8.5(3) s8-
119In4970118.905845(8)2.4(1) 분β-119Sn9/2+
119m1In311.37(3) keV18.0(3) 분β- (94.4%)119Sn1/2-rowspan=2|rowspan=2|
IT (5.6%)119In
119m2In654.27(7) keV130(15) ns1/2+,3/2+
120In4971119.90796(4)3.08(8) sβ-120Sn1+
120m1In50(60)# keV46.2(8) s5+
120m2In300(200)# keV47.3(5) sβ-120Sn8(-)
121In4972120.907846(29)23.1(6) sβ-121Sn9/2+
121mIn312.98(8) keV3.88(10) 분β- (98.8%)121Sn1/2-rowspan=2|rowspan=2|
IT (1.2%)121In
122In4973121.91028(5)1.5(3) sβ-122Sn1+
122m1In40(60)# keV10.3(6) s5+
122m2In290(140) keV10.8(4) sβ-122Sn8-
123In4974122.910438(26)6.17(5) sβ-123mSn(9/2)+
123mIn327.21(4) keV47.4(4) sβ-123mSn(1/2)-
124In4975123.91318(5)3.11(10) sβ-124Sn3+
124mIn-20(70) keV3.7(2) sβ-124Sn(8)(-#)rowspan=2|rowspan=2|
IT124In
125In4976124.91360(3)2.36(4) sβ-125mSn9/2+
125mIn360.12(9) keV12.2(2) sβ-125Sn1/2(-)
126In4977125.91646(4)1.53(1) sβ-126Sn3(+#)
126mIn100(60) keV1.64(5) sβ-126Sn8(-#)
127In4978126.91735(4)1.09(1) sβ- (99.97%)127mSn9/2(+)rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (0.03%)126Sn
127mIn460(70) keV3.67(4) sβ- (99.31%)127mSn(1/2-)rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (0.69%)126Sn
128In4979127.92017(5)0.84(6) sβ- (99.96%)128Sn(3)+rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (0.038%)127Sn
128m1In247.87(10) keV10(7) ms(1)-
128m2In320(60) keV720(100) msβ-128Sn(8-)
129In4980128.92170(5)611(4) msβ- (99.75%)129Sn9/2+#rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (0.25%)128Sn
129m1In380(70) keV1.23(3) sβ- (97.2%)129Sn(1/2-)#rowspan=3|rowspan=3|
β-, n (2.5%)128Sn
IT (.3%)129In
129m2In1688.0(5) keV8.5(5) µs17/2-
130In4981129.92497(4)0.29(2) sβ- (98.35%)130Sn1(-)rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (1.65%)129Sn
130m1In50(50) keV538(5) ms10-#
130m2In400(60) keV0.54(1) s(5+)
131In4982130.92685(3)0.28(3) sβ- (97.8%)131Sn(9/2+)rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (2.19%)130Sn
131m1In363(37) keV0.35(5) s(1/2-)
131m2In4.10(7) MeV320(60) ms(19/2+ to 23/2+)
132In4983131.93299(7)206(4) msβ- (94.8%)132Sn(7-)rowspan=2|rowspan=2|
β-, n (5.2%)131Sn
133In4984132.93781(32)#165(3) msβ-, n (85%)132Sn(9/2+)rowspan=2|rowspan=2|
β- (15%)133Sn
133mIn330(40)# keV180# msIT133In(1/2-)
134In4985133.94415(43)#140(4) msβ- (79%)134Snrowspan=3|rowspan=3|rowspan=3|
β-, n (17%)133Sn
β-, 2n (4%)132Sn
135In4986134.94933(54)#92(10) ms9/2+#


참조

[1] 웹사이트 Octreoscan review http://www.medscape.[...] Medscape
[2] 웹사이트 Precision mass measurements of indium isotopes allow conclusions on the mass of the doubly-magic atomic nucleus of tin-100 https://www.gsi.de/e[...] 2012-06-13
[3] 웹사이트 Tin 100 probed by studying its neighboring isotopes, indium 99 and 101 – IJCLab https://www.ijclab.i[...] 2023-09-10
[4] 문서 Order of ground state and isomer is uncertain.
[5] 문서 Used in nuclear medicine|medical applications
[6] 문서 Fission product
[7] 문서 Primordial nuclide|Primordial radionuclide
[8] 학술지 Physical Review C - Accepted Paper: Isomeric states of fission fragments explored via Penning trap mass spectrometry at IGISOL https://journals.aps[...]
[9] 문서 우주의 나이보다 반감기가 긴 동위 원소의 반감기는 굵은 글씨로 표기 (안정에 가까움)
[10] URL http://www.nucleonica.net/unc.aspx
[11] 문서 약어:IT: 이성질핵 전이
[12] 문서 안정 동위 원소는 굵은 글씨로, 안정에 가까운 동위 원소는 굵은 흘림체로 표기 (우주의 나이보다 반감기가 긴 경우)
[13] 문서 의학적 응용에 이용
[14] 문서 이론상으로 자발 핵분열을 할 수 있다.
[15] 문서 핵분열 생성물
[16] 문서 태양계 초창기부터 존재해 온 방사성 동위 원소


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