망가니즈 동위 원소
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목차
1. 개요
망가니즈는 25개의 양성자를 가진 화학 원소이며, 망가니즈의 동위 원소는 원자핵 내의 중성자 수에 따라 달라진다. 망가니즈는 24개의 방사성 동위 원소(질량수 44-73)와 하나의 안정 동위 원소(망가니즈-55)를 가지고 있다. 망가니즈-53은 반감기가 370만 년으로, 태양계 초기의 연대 측정에 사용된다. 망가니즈-54는 반감기가 312.081일이며, 주로 전자 포획을 통해 크로뮴-54로 붕괴한다. 망가니즈-56은 반감기가 2.5789시간으로, 베타 붕괴를 통해 철-56으로 붕괴한다.
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| 망가니즈 동위 원소 | |
|---|---|
| 망가니즈 동위 원소 정보 | |
| 핵종 목록 | |
| 망가니즈-52 | na: 합성 반감기: 5.591일 붕괴 방식: β+ 붕괴 생성물: 크로뮴-52 |
| 망가니즈-53 | na: 미량 반감기: 3.7×10^6년 붕괴 방식: ε 붕괴 생성물: 크로뮴-53 |
| 망가니즈-54 | na: 합성 반감기: 312.081일 붕괴 방식 1: ε 붕괴 생성물 1: 크로뮴-54 붕괴 방식 2: β- 붕괴 생성물 2: 철-54 붕괴 방식 3: β+ 붕괴 생성물 3: 크로뮴-54 |
| 망가니즈-55 | na: 100% 반감기: 안정 |
| 추가 정보 | |
2. 망가니즈 동위 원소 목록
망가니즈(Mn)는 자연 상태에서 오직 하나의 안정 동위 원소인 55Mn만이 존재한다.[6] 이 때문에 망가니즈의 표준 원자량은 55Mn의 동위 원소 질량으로 결정된다.[6]
자연 상태의 망가니즈 외에도, 원자량 44부터 73에 이르는 다양한 방사성 동위 원소들이 인공적으로 만들어졌다.[4][5] 이들 방사성 동위 원소는 각기 다른 반감기를 가지며, 가장 긴 반감기를 가진 것은 53Mn이다.[6] 대부분의 방사성 동위 원소는 베타 붕괴나 전자 포획을 통해 이웃 원소인 크로뮴(Cr) 또는 철(Fe)의 동위 원소로 변환된다.[4][5]
망가니즈의 각 동위 원소에 대한 상세 정보(질량, 반감기, 붕괴 방식, 핵 스핀 등)는 아래 '동위 원소 표'에서, 주요 동위 원소에 대한 설명은 '주요 동위 원소' 섹션에서 확인할 수 있다.
2. 1. 주요 동위 원소
망가니즈(Mn)는 자연 상태에서 오직 하나의 안정 동위 원소인 55Mn만을 가진다.[6] 따라서 망가니즈의 표준 원자량은 55Mn의 동위 원소 질량인 54.9380451(7) u로 결정된다.[6] 55Mn은 자연 존재비가 100%이다.[6]55Mn 외에도 원자량 44에서 73에 이르는 다양한 방사성 동위 원소들이 인공적으로 만들어졌다.[4][5] 이들 중 가장 반감기가 긴 것은 53Mn으로, 약 370만 년의 반감기를 가지며 전자 포획을 통해 53Cr으로 붕괴한다.[6] 그 다음으로 긴 반감기를 가진 54Mn는 반감기가 약 312일이다.[6] 52Mn은 반감기가 약 5.6일이며, 양전자 방출(β+)을 통해 52Cr로 붕괴한다.[6] 핵이성체인 52mMn도 존재하며 반감기는 약 21.1분이다.[6] 56Mn과 같이 다른 방사성 동위 원소들은 이들보다 훨씬 짧은 반감기를 가진다.[6] 대부분의 망가니즈 방사성 동위 원소는 베타 붕괴나 전자 포획을 통해 이웃 원소인 크로뮴(Cr) 또는 철(Fe)의 동위 원소로 변환된다.[4][5]2. 1. 1. 망가니즈-53
망가니즈-53(53Mn)은 망가니즈의 방사성 동위 원소이다. 원자 번호는 25번, 중성자 수는 28개이며, 동위 원소 질량은 약 52.941 u이다. 핵 스핀은 7/2-이다.53Mn의 반감기는 3.74(4) × 106 년 (약 374만 년)으로 매우 길다. 이 동위 원소는 전자 포획(EC) 과정을 통해 크로뮴의 안정 동위 원소인 크로뮴-53(53Cr)으로 붕괴한다.자연계에서는 극미량으로만 존재한다.
2. 1. 2. 망가니즈-54
망가니즈의 방사성 동위 원소 중 하나로, 원자 질량은 53.9403589(14) u이다. 반감기는 312.03(3)일이며, 핵 스핀은 3+이다.주된 붕괴 방식은 전자 포획(EC)으로, 이를 통해 크로뮴-54('''54Cr''')로 변환된다. 매우 낮은 확률이지만 다른 붕괴 방식도 관찰된다. 9.3×10−5%의 확률로 베타 마이너스 붕괴(β−)를 하여 철-54('''54Fe''')가 되거나, 1.28×10−7%의 확률로 베타 플러스 붕괴(β+)를 하여 크로뮴-54('''54Cr''')가 되기도 한다.
2. 1. 3. 망가니즈-55
'''55Mn'''은 망가니즈의 유일한 안정 동위 원소이다. 따라서 자연계에 존재하는 망가니즈는 거의 모두 55Mn이며, 자연 존재비는 100%이다. 양성자 25개와 중성자 30개로 구성되어 있으며, 핵 스핀은 5/2-이다. 동위 원소 질량은 54.9380451(7) u이다.2. 1. 4. 망가니즈-56
망가니즈-56(56Mn)은 망가니즈의 방사성 동위 원소이다. 원자핵은 양성자 25개와 중성자 31개로 구성되어 있으며, 동위 원소 질량은 55.9389049(7) u이다. 반감기는 약 2.5789시간으로, 이 시간 동안 베타 붕괴(β−)를 거쳐 안정한 동위 원소인 철-56(56Fe)으로 변환된다. 핵 스핀은 3+이다.2. 2. 동위 원소 표
기호동위 원소 질량 (u)
방식[4][5]
생성물[6]
스핀
동위 원소
구성비
(몰 분율)
구성비
변동 범위
(몰 분율)