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플루오린 동위 원소

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목차

1. 개요

플루오린 동위 원소는 플루오린 원자핵 내 중성자 수의 변화에 따라 나타나는 여러 형태를 의미한다. 플루오린에는 19F와 같이 안정적인 동위 원소와, 방사성 붕괴를 하는 불안정한 동위 원소가 존재한다. 플루오린-18은 양전자 방출 단층 촬영술(PET)에 사용되는 플루데옥시글루코스(FDG)의 제조에 사용되는 중요한 양전자 공급원이며, 19F는 플루오린의 유일한 안정 동위 원소로 핵자기 공명(NMR) 분광법에 활용된다. 플루오린 동위 원소에는 플루오린-18m과 플루오린-26m과 같은 핵 이성질체도 존재한다.

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플루오린 동위 원소
동위 원소 정보
원소 기호F
동위 원소18F
19F
플루오린-18
질량수18
원소 기호F
자연 존재비미량
붕괴 방식b+
딸 핵종18O
플루오린-19
질량수19
원소 기호F
자연 존재비100%
반감기안정
기타 핵종 정보
NUBASE2020 명칭이름

2. 동위 원소 목록

핵종Z(양성자)N(중성자)동위 원소 질량 (u)반감기핵 스핀 수자연 존재비여기 에너지14F9514.03506(43)#2-#15F9615.01801(14)410(60) × 10−24 s [1.0(2) MeV](1/2+)16F9716.011466(9)11(6) × 10−21 s [40(20) keV]0-17F9817.00209524(27)64.49(16) s5/2+18F9918.0009380(6)109.771(20) min1+18mF1121.36(15) keV162(7) ns5+19F91018.99840322(7)안정1/2+1.000020F91119.99998132(8)11.163(8) s2+21F91220.9999490(19)4.158(20) s5/2+22F91322.002999(13)4.23(4) s4+,(3+)23F91423.00357(9)2.23(14) s(3/2,5/2)+24F91524.00812(8)400(50) ms(1,2,3)+25F91625.01210(11)50(6) ms(5/2+)#26F91726.01962(18)9.6(8) ms1+27F91827.02676(40)4.9(2) ms5/2+#28F91928.03567(55)#<40 ns29F92029.04326(62)#2.6(3) ms5/2+#30F92130.05250(64)#<260 ns31F92231.06043(64)#1# ms [>260 ns]5/2+#


2. 1. 플루오린-18

플루오린-18(18F)은 플루오린의 불안정한 동위 원소 중 가장 반감기가 길며, 109.771분의 반감기를 가진다. 18F는 양전자 방출 단층 촬영술(PET)에 사용되는 방사성의약품인 플루데옥시글루코스(FDG) 제조에 사용되는 중요한 양전자 공급원이다.

플루오린-18은 양성자 9개와 중성자 9개를 가지는 가장 가벼운 불안정한 핵종이다. 18F는 β+ 붕괴를 통해 18O으로 붕괴한다.

2. 2. 플루오린-19

19F는 플루오린의 유일한 안정 동위 원소이다. 자연계에 존재하는 플루오린 동위 원소는 19F가 100%를 차지하며, 다른 플루오린 동위 원소는 유의미한 양으로 존재하지 않는다. 19F의 결합 에너지는 147801.3648(38) keV이다. 플루오린-19는 핵 스핀이 1/2+이므로 핵자기 공명(NMR) 활성이 있어 플루오린-19 NMR 분광법에 사용된다.

2. 3. 플루오린-20

플루오린-20(20F)은 플루오린의 동위 원소 중 하나로, 양성자 9개와 중성자 11개로 구성된다. 이 동위 원소는 불안정하며, 11.163(8)초의 반감기를 가지고 베타 붕괴(β−)를 통해 안정된 20Ne으로 붕괴한다.

2. 4. 플루오린-21

'''플루오린-21'''(21F)은 플루오린의 동위 원소 중 하나로, 양성자 9개와 중성자 12개로 구성되어 있다. 플루오린-20과 마찬가지로 불안정하며, 4.158(20)초의 반감기를 가진다. 플루오린-21은 β− 붕괴를 통해 안정된 21Ne으로 붕괴한다.

핵종양성자 수중성자 수동위 원소 질량 (u)반감기핵 스핀
21F91220.9999490(19)4.158(20) s5/2+



2. 5. 핵 이성질체

플루오린 동위 원소에는 두 가지 핵 이성질체, 즉 플루오린-18m(18mF)과 플루오린-26m(26mF)이 존재한다. 플루오린-18m의 반감기는 162(7) 나노초(ns)로, 이는 플루오린-14, 플루오린-15, 플루오린-16, 플루오린-28, 플루오린-31을 제외한 다른 플루오린 방사성 동위원소의 바닥 상태 반감기보다 짧다. 플루오린-26m의 반감기는 2.2(1) 밀리초(ms)이며, 주로 플루오린-26의 바닥 상태로 붕괴하거나 드물게 지발 중성자 방출을 통해

참조

[1] 논문 Observation of the Exotic Isotope 13 F Located Four Neutrons beyond the Proton Drip Line https://journals.aps[...] 2021-04-02
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[11] 논문 Magicity versus Superfluidity around 28O viewed from the Study of 30F 2024-08-23
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