네온-20

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1. 개요
2. 생성
- 2.1. 핵합성
- 2.2. 방사성 붕괴
3. 이용
- 3.1. 양전자 방출 단층촬영 (PET)
4. 핵반응
- 4.1. 네온 연소 과정
참조

1. 개요

네온-20은 네온의 안정 동위 원소와는 다르게 탄소-12 원자 2개의 핵융합을 통해 생성된다. 플루오린-20, 나트륨-20, 마그네슘-21, 알루미늄-22, 알루미늄-24의 방사성 붕괴를 통해서도 생성될 수 있다. 네온-20은 양전자 방출 단층촬영(PET)에 사용되는 플루오로데옥시글루코스 생산에 필요한 플루오린-18 생산에 활용된다. 태양 질량의 8배 이상인 항성에서는 탄소 연소 과정이 끝난 후 네온의 핵반응이 일어나며, 네온 연소 과정을 거쳐 산소 연소 과정이 시작된다.

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네온 동위 원소 - 네온-21
네온-21은 네온의 방사성 동위 원소이며, 항성 내 반응, 플루오린과 나트륨의 방사성 붕괴 과정 등을 통해 생성된다.
네온 동위 원소 - 네온-22
네온-22는 항성 내부에서 마그네슘-25의 중성자 포획 후 알파 입자 방출로 생성되거나, 플루오린-22, 23, 나트륨-22의 붕괴를 통해 생성되며, 의료용 방사성 동위 원소인 나트륨-22 생산에 사용되고 이는 약 2.6년의 반감기를 거쳐 네온-22로 붕괴한다.

네온-20
동위 원소 정보
표	1
배경색	#99ccff
이름	네온-20
질량수	20
원소 기호	Ne
중성자수	10
양성자수	10
자연 존재비	90.48% (지구 존재비)
반감기	안정
질량	19.9924401754(19)
스핀	0+
질량 과잉	-7.04193131 × 10³
결합 에너지	8.03224 × 10³

2. 생성

네온-20은 네온-21이나 네온-22와 같은 다른 네온의 안정 동위 원소와는 다르게 탄소-12 원자 2개의 핵융합을 통해 생성된다.^[3] 또한 플루오린-20, 나트륨-20, 마그네슘-21, 알루미늄-22, 알루미늄-24의 방사성 붕괴를 통해서도 생성될 수 있다.^[1]

2. 1. 핵합성

탄소-12 원자 2개가 핵융합하여 생성된다.^[3] 반응식은 아래와 같다.

: ¹²C^영어 + ¹²C^영어 → ²⁰Ne^영어 + ⁴He^영어 (알파 입자)

이러한 과정 외에도 네온-20은 플루오린-20, 나트륨-20, 마그네슘-21, 알루미늄-22, 알루미늄-24의 방사성 붕괴를 통해서도 생성될 수 있다.^[1]

2. 2. 방사성 붕괴

플루오린-20, 나트륨-20, 마그네슘-21, 알루미늄-22, 알루미늄-24의 방사성 붕괴를 통해 네온-20이 생성될 수 있다.^[1]

3. 이용

네온-20은 의학 및 과학 분야에서 다양하게 활용된다. 네온-20은 양전자 방출 단층촬영(PET)에 사용되는 방사성 의약품인 플루오로데옥시글루코스(FDG) 생산에 이용된다.^[4]

3. 1. 양전자 방출 단층촬영 (PET)

네온-20은 양전자 방출 단층촬영(PET)에 사용되는 방사성 의약품인 플루오로데옥시글루코스(FDG) 생산에 이용된다. FDG를 생산하기 위해서는 플루오린-18이 필요한데, 네온-20은 산소-18과 함께 플루오린-18 생산에 사용될 수 있다.^[4]

4. 핵반응

태양 질량의 8배 이상인 항성에서는 탄소 연소 과정이 끝난 후, 초고온, 초고압 조건 하에서 네온의 핵반응이 일어난다^[5]. 이 과정에서 네온은 산소-16, 헬륨 원자핵, 마그네슘-24, 중성자, 네온-21 등 다양한 원소로 변환된다.

4. 1. 네온 연소 과정

태양 질량의 8배 이상인 항성에서는 탄소 연소 과정이 끝난 후, 초고온, 초고압 조건 하에서 네온의 핵반응이 일어난다.^[5]

: ²⁰Ne + γ → ¹⁶O + ⁴He

: ²⁰Ne + ⁴He → ²⁴Mg + γ

: ²⁰Ne + ¹n → ²¹Ne + γ

가장 마지막 반응식에서 생성된 네온-21은 다시 ⁴He와 충돌하여 ²⁴Mg를 생성하고 중성자를 방출한다. 이렇게 네온 연소 과정이 끝나면 산소 연소 과정이 시작된다.

참조

_[1] 웹인용 Isotope data for Neon-20 http://periodictable[...] 2014-09-08
_[2] 웹인용 Neon-20 http://www.wolframal[...] 2014-09-08
_[3] 웹인용 네온사인에 쓰이는 '새로운' 원소, 네온 http://navercast.nav[...] 2014-09-08
_[4] 웹인용 WebElements.com - Isotopes of Neon http://www.webelemen[...] 2014-09-08
_[5] 서적 Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis http://adsabs.harvar[...]

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