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버클륨 동위 원소

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목차

1. 개요

버클륨은 원자 번호 97번의 초우라늄 원소로, 자연에는 존재하지 않고 인공적으로 합성된 방사성 원소이며, 다양한 동위 원소를 가진다. 버클륨의 동위 원소는 대부분 짧은 반감기를 가지며, 247Bk가 1380년으로 가장 안정적이다. 각 동위 원소는 알파 붕괴, 베타 붕괴, 전자 포획, 자발 핵분열 등의 방식으로 붕괴하며, 붕괴 생성물과 반감기가 다르다.

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버클륨 동위 원소
동위 원소 정보
기호Bk
NuBase 2020 참고예
존재 비율합성
반감기4.94일
붕괴 방식 1전자 포획
붕괴 생성물 1퀴륨-245
딸 핵종 1Cm-245
붕괴 방식 2알파 붕괴
붕괴 생성물 2아메리슘-241
딸 핵종 2Am-241
존재 비율합성
반감기1.8일
붕괴 방식 1알파 붕괴
붕괴 생성물 1아메리슘-242
딸 핵종 1Am-242
붕괴 방식 2베타+ 붕괴
붕괴 생성물 2퀴륨-246
딸 핵종 2Cm-246
존재 비율합성
반감기1380년
붕괴 방식 1알파 붕괴
붕괴 생성물 1아메리슘-243
딸 핵종 1Am-243
존재 비율합성
반감기9년 초과
붕괴 방식 1알파 붕괴
붕괴 생성물 1아메리슘-244
딸 핵종 1Am-244
존재 비율합성
반감기330일
붕괴 방식 1베타- 붕괴
붕괴 생성물 1칼리포르늄-249
딸 핵종 1Cf-249
붕괴 방식 2알파 붕괴
붕괴 생성물 2아메리슘-245
딸 핵종 2Am-245
붕괴 방식 3자발적 핵분열
붕괴 생성물 3-
딸 핵종 3-

2. 동위 원소

버클륨은 원자번호 97번의 인공 원소로, 표준 원자량은 정해져 있지 않다. 1949년에 처음 합성되었으며, 현재까지 233Bk부터 254Bk까지 20개의 동위 원소와 6개의 이성질핵이 알려져 있다.

버클륨 동위 원소는 대부분 알파 붕괴나 베타 붕괴(β+ 붕괴, 전자 포획, β- 붕괴)를 통해 붕괴하며, 일부는 자발 핵분열을 하기도 한다.

다음은 버클륨 동위 원소의 목록이다.[9][10][11]

핵종양성자 수중성자 수동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식붕괴 생성물핵 스핀
233Bk97136233.05665(25)#40(30) 초α229Am3/2-#
234Bk97137234.05732(16)#20(5) 초α (>80%)230Am3-#
235Bk97138235.05658(43)#20# 초α231Am
236Bk97139236.05733(43)#1# 분α232Am
237Bk97140237.05700(24)#1# 분α233Am7/2+#
238Bk97141238.05828(31)#2.40(8) 분α234Am
239Bk97142239.05828(25)#3# 분α235Am7/2+#
240Bk97143240.05976(16)#4.8(8) 분β+ (90%)
α (10%)		240Cm236Am
241Bk97144241.06023(22)#4.6(4) 분α237Am(7/2+)
242Bk97145242.06198(22)#7.0(13) 분β+ (99.99%)242Cm2-#
242mBk200(200)# keV600(100) ns
243Bk97146243.063008(5)4.5(2) 시간β+ (99.85%)
α (0.15%)		243Cm239Am(3/2-)
244Bk97147244.065181(16)4.35(15) 시간β+ (99.99%)
α (0.006%)		244Cm240Am(4-)#
245Bk97148245.0663616(25)4.94(3) 일ε (99.88%)
α (0.12%)		245Cm241Am3/2-
246Bk97149246.06867(6)1.80(2) 일β+ (99.8%)
α (0.2%)		246Cm242Am2(-)
247Bk97150247.070307(6)1.38(25)×103 년α243Am(3/2-)
248Bk97151248.07309(8)#>9 년α244Am6+#
248mBk30(70)# keV23.7(2) 시간1(-)
249Bk97152249.0749867(28)330(4) 일β-
α (0.00145%)		249Cf245Am7/2+
249mBk8.80(10) keV300 µs(3/2-)
250Bk97153250.078317(4)3.212(5) 시간β-250Cf2-
250m1Bk35.59(5) keV29(1) µs(4+)
250m2Bk84.1(21) keV213(8) µs(7+)
251Bk97154251.080760(12)55.6(11) 분β-251Cf(3/2-)#
251mBk35.5(13) keV58(4) µs(7/2+)#
252Bk97155252.08431(22)#1.8(5) 분β-252Cf
253Bk97156253.08688(39)#10# 분β-253Cf
254Bk97157254.09060(32)#1# 분β-254Cf


2. 1. 주요 동위 원소

α (10%)240Cm236Am241Bk4.6(4) 분α237Am(7/2+)242Bk7.0(13) 분β+ (99.99%)242Cm2-#242mBk600(100) ns   243Bk4.5(2) 시간β+ (99.85%)
α (0.15%)243Cm239Am(3/2-)244Bk4.35(15) 시간β+ (99.99%)
α (0.006%)244Cm240Am(4-)#245Bk4.94(3) 일ε (99.88%)
α (0.12%)245Cm241Am3/2-246Bk1.80(2) 일β+ (99.8%)
α (0.2%)246Cm242Am2(-)247Bk1.38(25)×103 년α243Am(3/2-)248Bk>9 년α244Am6+#248mBk23.7(2) 시간  1(-)249Bk330(4) 일β-
α (0.00145%)249Cf245Am7/2+249mBk300 µs  (3/2-)250Bk3.212(5) 시간β-250Cf2-250m1Bk29(1) µs  (4+)250m2Bk213(8) µs  (7+)251Bk55.6(11) 분β-251Cf(3/2-)#251mBk58(4) µs  (7/2+)#252Bk1.8(5) 분β-252Cf 253Bk10# 분β-253Cf 254Bk1# 분β-254Cf 

[9][10][11]

2. 2. 동위 원소 목록

핵종Z (양성자)N (중성자)동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식[9][10]붕괴 생성물핵 스핀
233Bk97136233.05665(25)#40(30) 초α229Am3/2-#
234Bk97137234.05732(16)#20(5) 초α (>80%)230Am3-#
235Bk97138235.05658(43)#20# sα231Amrowspan=2|
β+235Cm
236Bk97139236.05733(43)#1# 분α232Amrowspan=2|
β+236Cm
237Bk97140237.05700(24)#1# 분α233Am7/2+#
β+ (드묾)237Cm
238Bk97141238.05828(31)#2.40(8) 분α234Amrowspan=3|
β+, SF (0.048%)다양
β+ (드묾)238Cm
239Bk97142239.05828(25)#3# 분α235Am7/2+#
β+239Cm
240Bk97143240.05976(16)#4.8(8) 분β+ (90%)240Cmrowspan=3|
α (10%)236Am
β+, SF (0.002%)다양
241Bk97144241.06023(22)#4.6(4) 분α237Am(7/2+)
β+ (드묾)241Cm
242Bk97145242.06198(22)#7.0(13) 분β+ (99.99%)242Cm2-#
β+, SF (3×10−4%)다양
242mBk200(200)# keV600(100) ns|
243Bk97146243.063008(5)4.5(2) 시간β+ (99.85%)243Cm(3/2-)
α (0.15%)239Am
244Bk97147244.065181(16)4.35(15) 시간β+ (99.99%)244Cm(4-)#
α (0.006%)240Am
245Bk97148245.0663616(25)4.94(3) 일ε (99.88%)245Cm3/2-
α (0.12%)241Am
246Bk97149246.06867(6)1.80(2) 일β+ (99.8%)246Cm2(-)
α (0.2%)242Am
247Bk97150247.070307(6)1.38(25)×103 년α243Am(3/2-)
SF (드묾)다양
248Bk97151248.07309(8)#>9 년α244Am6+#
248mBk30(70)# keV23.7(2) 시간| 1(-)
249Bk97152249.0749867(28)330(4) 일β-249Cf7/2+
α (0.00145%)245Am
SF (4.7×10−8%)다양
249mBk8.80(10) keV300 µs| (3/2-)
250Bk97153250.078317(4)3.212(5) 시간β-250Cf2-
250m1Bk35.59(5) keV29(1) µs| (4+)
250m2Bk84.1(21) keV213(8) µs| (7+)
251Bk97154251.080760(12)55.6(11) 분β-251Cf(3/2-)#
α (10−5%)247Am
251mBk35.5(13) keV58(4) µs| (7/2+)#
252Bk97155252.08431(22)#1.8(5) 분β-252Cfrowspan=2|
α248Am
253Bk97156253.08688(39)#10# 분β-253Cf|
254Bk97157254.09060(32)#1# 분β-254Cf|


3. 악티늄족과 핵분열 생성물

버클륨은 악티늄족에 속하는 인공 원소이다. 악티늄족 원소들은 반감기에 따라 붕괴하며, 이 과정에서 핵분열 생성물이 만들어진다.[3]

악티늄족 원소 및 핵분열 생성물 (반감기 순)
악티늄족 원소[3] (붕괴 계열)반감기 범위 (년)235U의 핵분열 생성물[4] (수율)
4n4n + 14n + 24n + 34.5–7%0.04–1.25%<0.001%
[5]9년 초과
1,300 ~ 1,600년
100년에서 21만년 사이의 반감기를 가진 핵분열 생성물은 없다.


참조

[1] 논문 The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248
[2] 논문 Decay Properties of New Isotopes 234Bk and 230Am, and Even–Even Nuclides 234Cm and 230Pu https://www.research[...] 2016
[3] 문서 Plus radium (element 88). While actually a sub-actinide, it immediately precedes actinium (89) and follows a three-element gap of instability after [[polonium]] (84) where no nuclides have half-lives of at least four years (the longest-lived nuclide in the gap is [[radon-222]] with a half life of less than four ''days''). Radium's longest lived isotope, at 1,600 years, thus merits the element's inclusion here.
[4] 문서 Specifically from [[thermal neutron]] fission of uranium-235, e.g. in a typical [[nuclear reactor]].
[5] 논문 The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248
[6] 문서 This is the heaviest nuclide with a half-life of at least four years before the "[[sea of instability]]".
[7] 문서 Excluding those "[[primordial nuclide|classically stable]]" nuclides with half-lives significantly in excess of 232Th; e.g., while 113mCd has a half-life of only fourteen years, that of 113Cd is eight [[orders of magnitude (numbers)#1015|quadrillion]] years.
[8] 서적 Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements https://archive.org/[...] Oxford University Press
[9] URL nucleonica http://www.nucleonic[...]
[10] 문서 약자:
ε: [[전자 포획]]
IT: [[이성질핵 전이]]
SF: [[자발 핵분열]]
[11] 웹사이트 반감기가 300년 이상일 수도 있다. http://www.sciencedi[...]


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