브로민 동위 원소
1. 개요
브로민은 원자 번호 35번의 원소로, 두 가지 안정 동위 원소(79Br, 81Br)와 30개 이상의 방사성 동위 원소를 갖는다. 자연 상태에서 79Br은 약 50.69%, 81Br은 약 49.31%의 비율로 존재하며, 방사성 동위 원소들은 짧은 반감기를 가진다. 75Br, 76Br, 77Br과 같은 특정 방사성 동위 원소는 과거 또는 현재 의료 영상 기술에 활용되기도 한다.
| 참조 테이블 | 동위 원소표 |
|---|---|
| Nubase 2020 참조 | 예 |
| 75Br | na: 합성 hl: 96.7 분 dm1: b+ pn1: 75 ps1: Se |
|---|---|
| 76Br | na: 합성 hl: 16.2 시간 dm1: b+ pn1: 76 ps1: Se |
| 77Br | na: 합성 hl: 57.04 시간 dm1: b+ pn1: 77 ps1: Se |
| 79Br | na: 50.65% hl: 안정 |
| 80Br | na: 합성 hl: 17.68 분 dm1: b- pn1: 80 ps1: Kr |
| 80mBr | na: 합성 hl: 4.4205 시간 dm1: IT pn1: 80 ps1: Br |
| 81Br | na: 49.35% hl: 안정 |
| 82Br | na: 합성 hl: 35.282 시간 dm1: b- pn1: 82 ps1: Kr |
| footnote: "Coenen, Heinz H.; Ermert, Johannes. (2021년 1월). 'Expanding PET-applications in life sciences with positron-emitters beyond fluorine-18'. Nuclear Medicine and Biology 92: 241–269." "Welch, Michael J.; Mcelvany, Karen D. (1983년 10월 1일). 'Radionuclides of Bromine for Use in Biomedical Studies'. Ract 34 (1–2): 41–46." "Lambert, F.; Slegers, G.; Hermanne, α.; Mertens, J. (1994년 6월 1일). 'Production and Purification of 77 Br Suitable for Labeling Monoclonal Antibodies Used in Tumor Imaging'. Ract 65 (4): 223–226." |
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원소별 동위 원소 목록 -
탄소 동위 원소
탄소 동위원소는 양성자 수는 6개로 같지만 중성자 수가 다른 탄소의 여러 형태로, 자연계에는 안정 동위원소인 탄소-12, 탄소-13과 방사성 동위원소인 탄소-14가 존재하며, 각각 원자 질량 단위 기준, 핵자기 공명 분광법, 방사성탄소연대측정법 등에 활용되고 비율 분석은 다양한 학문 분야에서 과거 환경 연구에 사용된다. -
원소별 동위 원소 목록 -
베릴륨 동위 원소
베릴륨 동위 원소는 자연계에 주로 존재하는 안정 동위원소 베릴륨-9와 방사성 동위원소로 구성되며, 베릴륨-7과 베릴륨-10은 우주선에 의해 생성되어 연구에 활용되고, 베릴륨은 안정 동위원소가 하나뿐인 특이한 원소이다.
2. 브로민 동위 원소
브로민은 원자 번호 35번 원소로, 자연에는 79Br(50.69%)와 81Br(49.31%) 두 가지 안정 동위 원소가 존재한다. 이 외에도 30가지가 넘는 방사성 동위 원소가 알려져 있으며, 이들은 대부분 짧은 반감기를 가진다.
2.1. 주요 동위 원소
브로민은 79Br와 81Br 두 가지 안정 동위 원소를 가진다. 79Br는 자연에서 약 50.69%를 차지하며 핵 스핀은 3/2-이다. 81Br는 나머지 49.31%를 차지하며, 역시 핵 스핀은 3/2-이다.
몇몇 브로민 동위 원소는 의학적 용도로 사용된다. 75Br는 반감기가 97분으로, 과거 양전자 방출 단층 촬영(PET)에 사용되었으나 붕괴 생성물인 75Se의 긴 반감기(120.4일) 때문에 현재는 잘 사용되지 않는다. 76Br은 반감기가 16.2시간으로, 75Br보다 붕괴 에너지가 높고 양전자 방출 비율이 낮지만, 더 긴 반감기와 쉬운 합성, 그리고 붕괴 생성물인 76Se이 안정적이라는 장점 때문에 PET에 사용된다.
77Br은 반감기가 57시간으로 브로민의 방사성 동위 원소 중 가장 안정적이다. 이 동위 원소는 주로 전자 포획으로 붕괴하며, 복잡한 방출 스펙트럼을 가짐에도 불구하고 과거 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT) 영상에 사용되었다. 그러나 511 keV 소멸 방사선과의 간섭 등으로 인해 현재는 제한적으로 사용된다. 붕괴 시 방출되는 오제 전자는 방사선 치료에 활용될 가능성이 있다.
2.2. 동위 원소 표
| 핵종 | Z (p) | N (n) | 동위 원소 질량 (u) | 반감기 | 붕괴 방식 | 붕괴 생성물 | 핵 스핀 | 전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율) | 자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 66Br | 35 | 31 | p | 65Se | |||||
| 67Br | 35 | 32 | 66.96479(54)# | p | 66Se | 1/2−# | |||
| 68Br | 35 | 33 | 67.95852(38)# | <1.2 µs | p | 67Se | 3+# | ||
| 69Br | 35 | 34 | 68.95011(11)# | <24 ns | p | 68Se | 1/2−# | ||
| 70Br | 35 | 35 | 69.94479(33)# | 79.1(8) ms | β+ | 70Se | 0+# | ||
| IT | 70Br | ||||||||
| 71Br | 35 | 36 | 70.93874(61) | 21.4(6) s | β+ | 71Se | (5/2)− | ||
| 72Br | 35 | 37 | 71.93664(6) | 78.6(24) s | β+ | 72Se | 1+ | ||
| 72mBr | 100.92(3) keV | 10.6(3) s | IT (>99.9%) | 72Br | 1− | ||||
| β+ (<0.1%) | 72Se | ||||||||
| 73Br | 35 | 38 | 72.93169(5) | 3.4(2) min | β+ | 73Se | 1/2− | ||
| 74Br | 35 | 39 | 73.929891(16) | 25.4(3) min | β+ | 74Se | (0−) | ||
| 74mBr | 13.58(21) keV | 46(2) min | β+ | 74Se | 4(+#) | ||||
| 75Br | 35 | 40 | 74.925776(15) | 96.7(13) min | β+ | 75Se | 3/2− | ||
| 76Br | 35 | 41 | 75.924541(10) | 16.2(2) h | β+ | 76Se | 1− | ||
| 76mBr | 102.58(3) keV | 1.31(2) s | IT (99.4%) | 76Br | (4)+ | ||||
| β+ (0.6%) | 76Se | ||||||||
| 77Br | 35 | 42 | 76.921379(3) | 57.036(6) h | β+ | 77Se | 3/2− | ||
| 77mBr | 105.86(8) keV | 4.28(10) min | IT | 77Br | 9/2+ | ||||
| 78Br | 35 | 43 | 77.921146(4) | 6.46(4) min | β+ (99.99%) | 78Se | 1+ | ||
| β− (0.01%) | 78Kr | ||||||||
| 78mBr | 180.82(13) keV | 119.2(10) µs | (4+) | ||||||
| 79Br | 35 | 44 | 78.9183371(22) | 안정 | 3/2− | 0.5069(7) | |||
| 79mBr | 207.61(9) keV | 4.86(4) s | IT | 79Br | (9/2+) | ||||
| 80Br | 35 | 45 | 79.9185293(22) | 17.68(2) min | β− (91.7%) | 80Kr | 1+ | ||
| β+ (8.3%) | 80Se | ||||||||
| 80mBr | 85.843(4) keV | 4.4205(8) h | IT | 80Br | 5− | ||||
| 81Br | 35 | 46 | 80.9162906(21) | 안정 | 3/2− | 0.4931(7) | |||
| 81mBr | 536.20(9) keV | 34.6(28) µs | 9/2+ | ||||||
| 82Br | 35 | 47 | 81.9168041(21) | 35.282(7) h | β− | 82Kr | 5− | ||
| 82mBr | 45.9492(10) keV | 6.13(5) min | IT | 82Br | 2− | ||||
| β− | 82Kr | ||||||||
| 83Br | 35 | 48 | 82.915180(5) | 2.40(2) h | β− | 83Kr | 3/2− | ||
| 83mBr | 3068.8(6) keV | 700(100) ns | (19/2−) | ||||||
| 84Br | 35 | 49 | 83.916479(16) | 31.80(8) min | β− | 84Kr | 2− | ||
| 84m1Br | 320(10) keV | 6.0(2) min | β− | 84Kr | 6− | ||||
| 84m2Br | 408.2(4) keV | <140 ns | 1+ | ||||||
| 85Br | 35 | 50 | 84.915608(21) | 2.90(6) min | β− | 85Kr | 3/2− | ||
| 86Br | 35 | 51 | 85.918798(12) | 55.1(4) s | β− | 86Kr | (2−) | ||
| 87Br | 35 | 52 | 86.920711(19) | 55.65(13) s | β− (97.48%) | 87Kr | 3/2− | ||
| β−, n (2.52%) | 86Kr | ||||||||
| 88Br | 35 | 53 | 87.92407(4) | 16.29(6) s | β− (93.42%) | 88Kr | (2−) | ||
| β−, n (6.48%) | 87Kr | ||||||||
| 88mBr | 272.7(3) keV | 5.4(7) µs | |||||||
| 89Br | 35 | 54 | 88.92639(6) | 4.40(3) s | β− (86.2%) | 89Kr | (3/2−,5/2−) | ||
| β−, n (13.8%) | 88Kr | ||||||||
| 90Br | 35 | 55 | 89.93063(8) | 1.91(1) s | β− (74.8%) | 90Kr | |||
| β−, n (25.2%) | 89Kr | ||||||||
| 91Br | 35 | 56 | 90.93397(8) | 541(5) ms | β− (80%) | 91Kr | 3/2−# | ||
| β−, n (20%) | 90Kr | ||||||||
| 92Br | 35 | 57 | 91.93926(5) | 0.343(15) s | β− (66.9%) | 92Kr | (2−) | ||
| β−, n (33.1%) | 91Kr | ||||||||
| 93Br | 35 | 58 | 92.94305(32)# | 102(10) ms | β− (89%) | 93Kr | 3/2−# | ||
| β−, n (11%) | 92Kr | ||||||||
| 94Br | 35 | 59 | 93.94868(43)# | 70(20) ms | β− (70%) | 94Kr | |||
| β−, n (30%) | 93Kr | ||||||||
| 95Br | 35 | 60 | 94.95287(54)# | 50# ms [>300 ns] | 3/2−# | ||||
| 96Br | 35 | 61 | 95.95853(75)# | 20# ms [>300 ns] | |||||
| 97Br | 35 | 62 | 96.96280(86)# | 10# ms [>300 ns] | 3/2−# |