칼륨 동위 원소

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1. 개요

칼륨 동위 원소는 원자 번호 19번인 칼륨의 다양한 동위 원소들을 설명한다. 칼륨은 세 가지 동위 원소, 즉 안정적인 ³⁹K와 ⁴¹K, 그리고 방사성 ⁴⁰K로 존재한다. ⁴⁰K는 12억 4800만 년의 반감기를 가지며, 베타 붕괴를 통해 ⁴⁰Ca 또는 전자 포획을 통해 ⁴⁰Ar으로 붕괴한다. 이 외에도 ³¹K부터 ⁵⁹K에 이르는 다양한 방사성 동위 원소들이 존재하며, ⁴⁰K는 칼륨-아르곤 연대 측정에 활용된다.

칼륨 동위 원소

칼륨 동위 원소 정보

symbol: K
isotopes: mn: 39 sym: K na: 93.258% hl: stable_link mn: 40 sym: K na: 0.012% hl: 1.248e9 y dm1: b-_link perc1: "" link1: calcium-40 pn1: 40 ps1: Ca dm2: epsi_link perc2: "" link2: argon-40 pn2: 40 ps2: Ar dm3: b+_link perc3: "" pn3: 40 ps3: Ar mn: 41 sym: K na: 6.730% hl: stable

기타 정보

footnote: ""
child: "no"

추가 정보

chem: 19 K 34 K 57 K 31 K 59 K 39 K 41 K 40 K 40 K 40 Ca 40 Ar 40 K 40 K 40 K 40 K 14 C 40 K 40 K 40 Ar 40 Ar 40 Ar 40 K 40 K 31 K

인용

cite journal: title: "Neutron Drip Line in the Ca Region from Bayesian Model Averaging" journal: "Physical Review Letters" date: "14 February 2019" volume: 122 issue: 6 page: 062502 doi: 10.1103/PhysRevLett.122.062502 pmid: 30822058 arxiv: 1901.07632 bibcode: 2019PhRvL.122f2502N display-authors: 3
cite journal: title: "A peculiar atom shakes up assumptions of nuclear structure" journal: "Nature" volume: 573 issue: 7773 pages: 167 date: "6 September 2019" doi: 10.1038/d41586-019-02655-9 pmid: 31506620 bibcode: 2019Natur.573T.167. doi-access: free
cite journal: doi: 10.1103/PhysRevLett.123.092502 pmid: 31524489 journal: "Physical Review Letters" volume: 123 issue: 9 pages: 092502 last: Kostyleva first: D. display-authors: "et al." title: "Towards the Limits of Existence of Nuclear Structure: Observation and First Spectroscopy of the Isotope ³¹K by Measuring Its Three-Proton Decay" date: 2019 bibcode: 2019PhRvL.123i2502K arxiv: 1905.08154 s2cid: 159041565
cite web: date: "June 2022" title: "Soil potassium isotope composition during four million years of ecosystem development in Hawai'i" url: "Soil potassium isotope composition during four million years of ecosystem development in Hawai'i" website: par.nsf.gov
저널 인용: 성1: Garner 이름1: E. L. 성2: Murphy 이름2: T. J. 성3: Gramlich 이름3: J. W. 성4: Paulsen 이름4: P. J. 성5: Barnes 이름5: I. L. 제목: "Absolute Isotopic Abundance Ratios and the Atomic Weight of a Reference Sample of Potassium" 저널: "J Res Natl Bur Stand A Phys Chem." 날짜: "1975년" 권: 79A 호: 6 쪽: 713-725 doi: 10.6028/jres.079A.028 pmid: 32184525 url: "Absolute Isotopic Abundance Ratios and the Atomic Weight of a Reference Sample of Potassium"

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1. 개요
2. 칼륨 동위원소
- 2.1. 안정 동위원소
- 2.2. 방사성 동위원소
  - 2.2.1. 칼륨-아르곤 연대 측정
3. 칼륨 동위원소 목록
- 3.1. 칼륨 동위원소 표

2. 칼륨 동위원소

칼륨은 원자번호 19번 원소로, 여러 종류의 동위 원소를 가지고 있다. 이 중 ³⁹K와 ⁴¹K는 안정 동위 원소이고, ⁴⁰K는 방사성 동위 원소이다. ⁴⁰K는 칼륨-아르곤 연대 측정에 사용된다.

칼륨 동위 원소의 자세한 정보는 아래 표와 같다.

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칼륨 동위 원소
핵종	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기	붕괴 방식	붕괴 생성물	핵 스핀	전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)
³²K	19	13	32.02192(54)#	?	p	³¹Ar	1+#
^32mK	19	13	32.02192(54)#	?			4+#
³³K	19	14	33.00726(21)#	<25 ns	p	³²Ar	(3/2+)#
³⁴K	19	15	33.99841(32)#	<25 ns	p	³³Ar	1+#
³⁵K	19	16	34.988010(21)	178(8) ms	β⁺ (99.63%)	³⁵Ar	3/2+
³⁵K	19	16	34.988010(21)	178(8) ms	β⁺, p (.37%)	³⁴Cl	3/2+
³⁶K	19	17	35.981292(8)	342(2) ms	β⁺ (99.94%)	³⁶Ar	2+
					β⁺, p (.048%)	³⁵Cl
					β⁺, α (.012%)	³²S
³⁷K	19	18	36.97337589(10)	1.226(7) s	β⁺	³⁷Ar	3/2+
³⁸K	19	19	37.9690812(5)	7.636(18) min	β⁺	³⁸Ar	3+
^38m1K	19	19	37.9690812(5)	924.2(3) ms			0+
^38m2K	19	19	37.9690812(5)	21.98(11) µs			(7+),(5+)
³⁹K	19	20	38.96370668(20)	안정			3/2+	0.932581(44)
⁴⁰K	19	21	39.96399848(21)	1.248(3)×10⁹ year	β^- (89.28%)	⁴⁰Ca	4-	1.17(1)×10⁻⁴
					ε (10.72%)	⁴⁰Ar
					β⁺ (0.001%)	⁴⁰Ar
^40mK	19	21	39.96399848(21)	336(12) ns			0+
⁴¹K	19	22	40.96182576(21)	안정			3/2+	0.067302(44)
⁴²K	19	23	41.96240281(24)	12.360(12) h	β^-	⁴²Ca	2-
⁴³K	19	24	42.960716(10)	22.3(1) h	β^-	⁴³Ca	3/2+
⁴⁴K	19	25	43.96156(4)	22.13(19) min	β^-	⁴⁴Ca	2-
⁴⁵K	19	26	44.960699(11)	17.3(6) min	β^-	⁴⁵Ca	3/2+
⁴⁶K	19	27	45.961977(17)	105(10) s	β^-	*⁴⁶Ca*	2(-)
⁴⁷K	19	28	46.961678(9)	17.50(24) s	β^-	⁴⁷Ca	1/2+
⁴⁸K	19	29	47.965514(26)	6.8(2) s	β^- (98.86%)	*⁴⁸Ca*	(2-)
⁴⁸K	19	29	47.965514(26)	6.8(2) s	β^-, n (1.14%)	⁴⁷Ca	(2-)
⁴⁹K	19	30	48.96745(8)	1.26(5) s	β^-, n (86%)	*⁴⁸Ca*	(3/2+)
⁴⁹K	19	30	48.96745(8)	1.26(5) s	β^- (14%)	⁴⁹Ca	(3/2+)
⁵⁰K	19	31	49.97278(30)	472(4) ms	β^- (71%)	⁵⁰Ca	(0-,1,2-)
⁵⁰K	19	31	49.97278(30)	472(4) ms	β^-, n (29%)	⁴⁹Ca	(0-,1,2-)
⁵¹K	19	32	50.97638(54)#	365(5) ms	β^- (53%)	⁵¹Ca	3/2+#
⁵¹K	19	32	50.97638(54)#	365(5) ms	β^-, n (47%)	⁵⁰Ca	3/2+#
⁵²K	19	33	51.98261(75)#	105(5) ms	β^-, n (64%)	⁵¹Ca	(2-)#
					β^-, 2n (21%)	⁵⁰Ca
					β^- (15%)	⁵²Ca
⁵³K	19	34	52.98712(75)#	30(5) ms	β^-, n (67%)	⁵²Ca	(3/2+)#
					β^-, 2n (17%)	⁵¹Ca
					β^- (16%)	⁵³Ca
⁵⁴K	19	35	53.99420(97)#	10(5) ms	β^- (>99.9%)	⁵⁴Ca	2-#
⁵⁴K	19	35	53.99420(97)#	10(5) ms	β^-, n (<.1%)	⁵³Ca	2-#
⁵⁵K	19	36	54.99971(107)#	3# ms	β^-	⁵⁵Ca	3/2+#
⁵⁵K	19	36	54.99971(107)#	3# ms	β^-, n	⁵⁴Ca	3/2+#

2.1. 안정 동위원소

칼륨의 안정 동위 원소는 2가지로, ³⁹K와 ⁴¹K이다. ³⁹K는 칼륨 동위 원소 중 가장 풍부하며, 자연에 존재하는 칼륨의 93.2581%를 차지한다. ⁴¹K는 나머지 6.7302%를 차지한다.

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핵종	양성자 수	중성자 수	원자 질량 (u)	핵 스핀	자연 존재비
³⁹K	19	20	38.96370668(20)	3/2+	0.932581(44)
⁴¹K	19	22	40.96182576(21)	3/2+	0.067302(44)

2.2. 방사성 동위원소

칼륨의 방사성 동위원소 중 가장 잘 알려진 것은 ⁴⁰K이다. ⁴⁰K는 자연에 존재하는 칼륨 중 0.0117%를 차지하며, 12억 4800만 년의 매우 긴 반감기를 가진다. ⁴⁰K는 β^- 붕괴하여 ⁴⁰Ca이 되거나, 전자 포획 또는 β⁺ 붕괴하여 ⁴⁰Ar이 된다. 이러한 특성 때문에 ⁴⁰K는 칼륨-아르곤 연대 측정에 사용된다.

⁴⁰K 외에도 ³²K부터 ⁵⁵K까지 다양한 방사성 동위원소가 존재하지만, 대부분 반감기가 매우 짧다.

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칼륨의 방사성 동위원소
핵종	반감기	핵 스핀	자연 존재비	여기 에너지
³²K	?	1+#
^32mK	?	4+#		950(100)# keV
³³K	<25 ns	(3/2+)#
³⁴K	<40 ns	1+#
³⁵K	178(8) ms	3/2+
³⁶K	342(2) ms	2+
³⁷K	1.226(7) s	3/2+
³⁸K	7.636(18) min	3+
^38m1K	924.2(3) ms	0+		130.50(28) keV
^38m2K	21.98(11) µs	(7+),(5+)		3458.0(2) keV
⁴⁰K	1.28(3)×10⁹ 년	4-	0.000117(1)
^40mK	336(12) ns	0+		1643.639(11) keV
⁴²K	12.360(12) h	2-
⁴³K	22.3(1) h	3/2+
⁴⁴K	22.13(19) min	2-
⁴⁵K	17.3(6) min	3/2+
⁴⁶K	105(10) s	2(-)
⁴⁷K	17.50(24) s	1/2+
⁴⁸K	6.8(2) s	(2-)
⁴⁹K	1.26(5) s	(3/2+)
⁵⁰K	472(4) ms	(0-,1,2-)
⁵¹K	365(5) ms	3/2+#
⁵²K	105(5) ms	(2-)#
⁵³K	30(5) ms	(3/2+)#
⁵⁴K	10(5) ms	2-#
⁵⁵K	3# ms	3/2+#

2.2.1. 칼륨-아르곤 연대 측정

칼륨-아르곤 연대 측정은 칼륨의 동위 원소인 ⁴⁰K를 이용해 암석의 절대 연령을 측정하는 방사선 연대 측정법의 일종이다.

3. 칼륨 동위원소 목록

칼륨은 원자 번호 19번 원소로, 26가지의 동위 원소가 알려져 있다. 이 중 ³⁹K (93.3%)와 ⁴¹K (6.7%)는 안정 동위 원소이며, ⁴⁰K (0.0117%)는 반감기가 1.248(3)×10⁹년으로 매우 긴 방사성 동위 원소이다. ⁴⁰K는 89.28%의 확률로 β^- 붕괴하여 ⁴⁰Ca이 되거나, 10.72%의 확률로 전자 포획하여 ⁴⁰Ar이 된다. 또한 0.001%의 확률로 β⁺ 붕괴하여 ⁴⁰Ar이 된다.

칼륨 동위 원소들의 자세한 목록은 하위 섹션의 표와 같다.

3.1. 칼륨 동위원소 표

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핵종 기호	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기	붕괴 방식	붕괴 생성물	핵 스핀	전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)
³²K	19	13	32.02192(54)#	unknown	p	³¹Ar	1+#
^32mK	950(100)# keV			unknown			4+#
³³K	19	14	33.00726(21)#	<25 ns	p	³²Ar	(3/2+)#
³⁴K	19	15	33.99841(32)#	<25 ns	p	³³Ar	1+#
³⁵K	19	16	34.988010(21)	178(8) ms	β⁺ (99.63%)	³⁵Ar	3/2+
³⁵K	19	16	34.988010(21)	178(8) ms	β⁺, p (.37%)	³⁴Cl	3/2+
³⁶K	19	17	35.981292(8)	342(2) ms	β⁺ (99.94%)	³⁶Ar	2+
					β⁺, p (.048%)	³⁵Cl
					β⁺, α (.012%)	³²S
³⁷K	19	18	36.97337589(10)	1.226(7) s	β⁺	³⁷Ar	3/2+
³⁸K	19	19	37.9690812(5)	7.636(18) min	β⁺	³⁸Ar	3+
^38m1K	130.50(28) keV			924.2(3) ms			0+
^38m2K	3458.0(2) keV			21.98(11) µs			(7+),(5+)
³⁹K	19	20	38.96370668(20)	안정	3/2+	0.932581(44)
⁴⁰K	19	21	39.96399848(21)	1.248(3)×10⁹ year	β^- (89.28%)	⁴⁰Ca	4-	1.17(1)×10⁻⁴
					ε (10.72%)	⁴⁰Ar
					β⁺ (0.001%)	⁴⁰Ar
^40mK	1643.639(11) keV			336(12) ns			0+
⁴¹K	19	22	40.96182576(21)	안정	3/2+	0.067302(44)
⁴²K	19	23	41.96240281(24)	12.360(12) h	β^-	⁴²Ca	2-
⁴³K	19	24	42.960716(10)	22.3(1) h	β^-	⁴³Ca	3/2+
⁴⁴K	19	25	43.96156(4)	22.13(19) min	β^-	⁴⁴Ca	2-
⁴⁵K	19	26	44.960699(11)	17.3(6) min	β^-	⁴⁵Ca	3/2+
⁴⁶K	19	27	45.961977(17)	105(10) s	β^-	⁴⁶Ca	2(-)
⁴⁷K	19	28	46.961678(9)	17.50(24) s	β^-	⁴⁷Ca	1/2+
⁴⁸K	19	29	47.965514(26)	6.8(2) s	β^- (98.86%)	⁴⁸Ca	(2-)
⁴⁸K	19	29	47.965514(26)	6.8(2) s	β^-, n (1.14%)	⁴⁷Ca	(2-)
⁴⁹K	19	30	48.96745(8)	1.26(5) s	β^- (86%)	⁴⁸Ca	(3/2+)
⁴⁹K	19	30	48.96745(8)	1.26(5) s	β^- (14%)	⁴⁹Ca	(3/2+)
⁵⁰K	19	31	49.97278(30)	472(4) ms	β^- (71%)	⁵⁰Ca	(0-,1,2-)
⁵⁰K	19	31	49.97278(30)	472(4) ms	β^-, n (29%)	⁴⁹Ca	(0-,1,2-)
⁵¹K	19	32	50.97638(54)#	365(5) ms	β^- (53%)	⁵¹Ca	3/2+#
⁵¹K	19	32	50.97638(54)#	365(5) ms	β^-, n (47%)	⁵⁰Ca	3/2+#
⁵²K	19	33	51.98261(75)#	105(5) ms	β^-, n (64%)	⁵¹Ca	(2-)#
					β^- (21%)	⁵⁰Ca
					β^- (15%)	⁵²Ca
⁵³K	19	34	52.98712(75)#	30(5) ms	β^-, n (67%)	⁵²Ca	(3/2+)#
					β^- (17%)	⁵¹Ca
					β^- (16%)	⁵³Ca
⁵⁴K	19	35	53.99420(97)#	10(5) ms	β^- (>99.9%)	⁵⁴Ca	2-#
⁵⁴K	19	35	53.99420(97)#	10(5) ms	β^-, n (<.1%)	⁵³Ca	2-#
⁵⁵K	19	36	54.99971(107)#	3# ms	β^-	⁵⁵Ca	3/2+#
⁵⁵K	19	36	54.99971(107)#	3# ms	β^-, n	⁵⁴Ca	3/2+#