스칸듐 동위 원소

2. 스칸듐 동위 원소

스칸듐은 자연에서 발견되는 유일한 안정 동위 원소인 ⁴⁵Sc를 비롯하여 다양한 방사성 동위 원소를 가진다.

== 안정 동위 원소 ==⁴⁵Sc는 스칸듐의 유일한 안정 동위 원소이며, 자연계에 존재하는 스칸듐의 100%를 차지한다.^[3][4][5] 핵 스핀은 7/2-이다.

== 방사성 동위 원소 ==

스칸듐은 ³⁶Sc부터 ⁶²Sc까지 다양한 방사성 동위 원소를 가진다.^[3][4] 이들은 양성자 방출, 베타 붕괴(β⁺, β^-), 중성자 방출 등 다양한 붕괴 방식을 통해 다른 원소로 변환된다.^[5]

• '''베타 붕괴 (β^-):'''
• ⁴⁶Sc은 반감기가 83.79일로 비교적 길며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁴⁶Ti(타이타늄)으로 붕괴한다.^[3][4]
• ⁴⁷Sc은 반감기가 3.3492일이며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁴⁷Ti으로 붕괴한다.^[3][4]
• ⁴⁸Sc은 반감기가 43.67시간이며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁴⁸Ti으로 붕괴한다.^[3][4]
• ⁴⁹Sc은 반감기가 57.2분이며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁴⁹Ti으로 붕괴한다.^[3][4]
• ⁵⁰Sc은 반감기가 102.5초이며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁵⁰Ti으로 붕괴한다.^[3][4]
• 이 외에도 ⁵¹Sc, ⁵²Sc, ⁵³Sc, ⁵⁴Sc, ⁵⁵Sc, ⁵⁶Sc, ⁵⁷Sc, ⁵⁸Sc, ⁵⁹Sc, ⁶⁰Sc, ⁶¹Sc, ⁶²Sc 등이 베타 붕괴를 한다.

• '''베타 붕괴 (β⁺):'''
• ⁴⁰Sc은 182.3 ms의 반감기를 가지며 99.54%는 베타 붕괴(β⁺)를 통해 '''⁴⁰Ca'''로 붕괴하고, 0.44%는 β⁺, p 붕괴를 통해 '''³⁹K'''로, 0.017%는 β⁺, α 붕괴를 통해 '''³⁶Ar''' 붕괴한다.^[3][4]
• ⁴¹Sc, ⁴²Sc, ⁴³Sc, ⁴⁴Sc도 베타 붕괴(β⁺)를 통해 각각 ⁴¹Ca, '''⁴²Ca''', '''⁴³Ca''', '''⁴⁴Ca'''로 붕괴한다.

• '''양성자 방출''': ³⁶Sc, ³⁷Sc, ³⁸Sc, ³⁹Sc은 양성자 방출을 통해 각각 ³⁵Ca, ³⁶Ca, ³⁷Ca, ³⁸Ca로 붕괴한다.

• '''준안정 동위 원소:''' 다양한 준안정 동위 원소(핵 이성질체)가 존재하며, 이들은 감마선 방출(IT) 또는 베타 붕괴 등을 통해 더 안정한 상태로 붕괴한다.
• 예를 들어 ^44m2Sc는 58.61시간의 반감기를 가지고 98.8%는 이성질핵 전이(IT)를 통해 ⁴⁴Sc으로 붕괴하고 1.2%는 β⁺ 붕괴를 통해 '''⁴⁴Ca'''로 붕괴한다.
• ^54mSc는 110 keV의 들뜬 에너지를 가지며 2.77 μs의 반감기를 가지고 이성질핵 전이(IT)를 통해 ⁵⁴Sc로 붕괴한다.

2. 1. 안정 동위 원소

2. 2. 방사성 동위 원소

• 베타 붕괴 (β^-):
• ⁴⁶Sc은 반감기가 83.79일로 비교적 길며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁴⁶Ti(타이타늄)으로 붕괴한다.^[3][4]
• ⁴⁷Sc은 반감기가 3.3492일이며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁴⁷Ti으로 붕괴한다.^[3][4]
• ⁴⁸Sc은 반감기가 43.67시간이며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁴⁸Ti으로 붕괴한다.^[3][4]
• ⁴⁹Sc은 반감기가 57.2분이며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁴⁹Ti으로 붕괴한다.^[3][4]
• ⁵⁰Sc은 반감기가 102.5초이며, 베타 붕괴를 통해 안정한 ⁵⁰Ti으로 붕괴한다.^[3][4]
• 이 외에도 ⁵¹Sc, ⁵²Sc, ⁵³Sc, ⁵⁴Sc, ⁵⁵Sc, ⁵⁶Sc, ⁵⁷Sc, ⁵⁸Sc, ⁵⁹Sc, ⁶⁰Sc, ⁶¹Sc, ⁶²Sc 등이 베타 붕괴를 한다.

• 베타 붕괴 (β⁺):
• ⁴⁰Sc은 182.3 ms의 반감기를 가지며 99.54%는 베타 붕괴(β⁺)를 통해 '''⁴⁰Ca'''로 붕괴하고, 0.44%는 β⁺, p 붕괴를 통해 '''³⁹K'''로, 0.017%는 β⁺, α 붕괴를 통해 '''³⁶Ar''' 붕괴한다.^[3][4]
• ⁴¹Sc, ⁴²Sc, ⁴³Sc, ⁴⁴Sc도 베타 붕괴(β⁺)를 통해 각각 ⁴¹Ca, '''⁴²Ca''', '''⁴³Ca''', '''⁴⁴Ca'''로 붕괴한다.

• 양성자 방출: ³⁶Sc, ³⁷Sc, ³⁸Sc, ³⁹Sc은 양성자 방출을 통해 각각 ³⁵Ca, ³⁶Ca, ³⁷Ca, ³⁸Ca로 붕괴한다.

• 준안정 동위 원소: 다양한 준안정 동위 원소(핵 이성질체)가 존재하며, 이들은 감마선 방출(IT) 또는 베타 붕괴 등을 통해 더 안정한 상태로 붕괴한다.
• 예를 들어 ^44m2Sc는 58.61시간의 반감기를 가지고 98.8%는 이성질핵 전이(IT)를 통해 ⁴⁴Sc으로 붕괴하고 1.2%는 β⁺ 붕괴를 통해 '''⁴⁴Ca'''로 붕괴한다.
• ^54mSc는 110 keV의 들뜬 에너지를 가지며 2.77 μs의 반감기를 가지고 이성질핵 전이(IT)를 통해 ⁵⁴Sc로 붕괴한다.

2. 3. 동위 원소 표

참조

_[1] 논문 Evolution of shell gaps in the neutron-poor calcium region from invariant-mass spectroscopy of ^37,38Sc, ³⁵Ca, and ³⁴K 2024-09-12
_[2] 문서
_[3] 웹사이트 http://www.nucleonic[...]
_[4] 문서
_[5] 문서