이터븀 동위 원소

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1. 개요
2. 이터븀 동위 원소
참조

1. 개요

이터븀(Yb)은 원자 번호 70번의 원소로, 7개의 안정 동위 원소와 여러 방사성 동위 원소로 구성되어 있다. 자연 상태에서 이터븀은 ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, ¹⁷⁶Yb의 7가지 안정 동위 원소로 이루어져 있으며, 다양한 방사성 동위 원소도 존재한다. 이터븀의 방사성 동위 원소는 베타 붕괴, 알파 붕괴, 전자 포획 등 다양한 붕괴 방식을 통해 다른 원소로 변환되며, 반감기는 짧게는 수 밀리 초에서 길게는 수십 일에 이르기까지 다양하다.

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이터븀 동위 원소
원자핵 특성
원자 번호	70
원소 기호	Yb
전자 배치	'[Xe] 4f¹⁴ 6s²'
표준 원자량	173.045(10)
동위 원소
질량수	166
존재 비율	합성
반감기	56.7 시간
붕괴 방식	ε
딸 핵종	¹⁶⁶Tm
질량수	168
존재 비율	0.126%
반감기	안정적
붕괴 방식	해당 없음
딸 핵종	해당 없음
질량수	169
존재 비율	합성
반감기	32.026 일
붕괴 방식	ε
딸 핵종	¹⁶⁹Tm
질량수	170
존재 비율	3.023%
반감기	안정적
붕괴 방식	해당 없음
딸 핵종	해당 없음
질량수	171
존재 비율	14.216%
반감기	안정적
붕괴 방식	해당 없음
딸 핵종	해당 없음
질량수	172
존재 비율	21.754%
반감기	안정적
붕괴 방식	해당 없음
딸 핵종	해당 없음
질량수	173
존재 비율	16.098%
반감기	안정적
붕괴 방식	해당 없음
딸 핵종	해당 없음
질량수	174
존재 비율	31.896%
반감기	안정적
붕괴 방식	해당 없음
딸 핵종	해당 없음
질량수	175
존재 비율	합성
반감기	4.185 일
붕괴 방식	β⁻
딸 핵종	¹⁷⁵Lu
질량수	176
존재 비율	12.887%
반감기	안정적
붕괴 방식	해당 없음
딸 핵종	해당 없음
질량수	177
존재 비율	합성
반감기	1.911 시간
붕괴 방식	β⁻
딸 핵종	¹⁷⁷Lu

2. 이터븀 동위 원소

Ytterbium^영어(이터븀)은 원자번호 70번의 원소로, 자연에는 7가지 안정 동위 원소(stable isotope^영어)와 다양한 방사성 동위 원소(radioactive isotope^영어)가 존재한다.

이터븀 동위 원소는 ¹⁴⁸Yb부터 ¹⁸¹Yb까지 존재하며, 이들 중 ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, ¹⁷⁶Yb는 안정 동위 원소이다. 방사성 동위 원소들은 주로 베타 붕괴(β⁺, β^-)를 통해 붕괴하며, 일부는 알파 붕괴(α), 전자 포획(ε), 양성자 방출(p), 이성질핵 전이(IT)를 통해 붕괴한다. 안정 및 방사성 동위 원소에 대한 자세한 정보는 하위 섹션에서 확인할 수 있다.¹⁶⁹Yb는 반감기(half-life^영어)가 32.026일이며 전자 포획을 통해 ¹⁶⁹Tm으로 붕괴한다.

2. 1. 이터븀의 안정 동위 원소

Ytterbium^영어은 원자번호 70번의 원소로, 7개의 안정 동위 원소를 가지고 있다.

핵종	양성자 수	중성자 수	원자 질량 (u)	핵 스핀	자연 존재비
¹⁶⁸Yb	70	98	167.933897(5)	0+	0.0013(1)
¹⁷⁰Yb	70	100	169.9347618(26)	0+	0.0304(15)
¹⁷¹Yb	70	101	170.9363258(26)	1/2-	0.1428(57)
¹⁷²Yb	70	102	171.9363815(26)	0+	0.2183(67)
¹⁷³Yb	70	103	172.9382108(26)	5/2-	0.1613(27)
¹⁷⁴Yb	70	104	173.9388621(26)	0+	0.3183(92)
¹⁷⁶Yb	70	106	175.9425717(28)	0+	0.1276(41)

¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, ¹⁷⁶Yb는 관측상 안정 동위 원소이며, 자연에서 발견되는 이터븀의 대부분을 차지한다.
각 안정 동위 원소는 서로 다른 핵 스핀과 존재 비율을 가진다.
¹⁶⁸Yb은 130조 년 이상의 반감기를 가질 것으로 예상되나, 아직 붕괴 현상이 관측되지 않았다.
¹⁷⁶Yb은 160경 년 이상의 반감기를 가질 것으로 예상되나, 아직 붕괴 현상이 관측되지 않았다.

2. 2. 이터븀의 방사성 동위 원소

이터븀-148(¹⁴⁸Yb)부터 이터븀-181(¹⁸¹Yb)까지 다양한 방사성 동위 원소가 존재한다. 이터븀의 방사성 동위 원소들은 주로 베타 붕괴(β⁺, β^-)를 통해 붕괴하며, 일부는 알파 붕괴(α), 전자 포획(ε), 양성자 방출(p), 이성질핵 전이(IT)를 통해 붕괴한다.¹⁶⁹Yb는 32.026일의 반감기를 가지며 전자 포획을 통해 ¹⁶⁹Tm으로 붕괴한다.

이터븀의 방사성 동위 원소의 반감기는 다음과 같이 요약될 수 있다.

핵종	반감기	붕괴 방식	붕괴 생성 핵종
¹⁴⁸Yb	250# ms	β⁺	¹⁴⁸Tm
¹⁴⁹Yb	0.7(2) s	β⁺	¹⁴⁹Tm
¹⁵⁰Yb	700# ms	β⁺	¹⁵⁰Tm
¹⁵¹Yb	1.6(5) s	β⁺	¹⁵¹Tm
¹⁵¹Yb	1.6(5) s	β⁺, p (드묾)	¹⁵⁰Er
¹⁵²Yb	3.04(6) s	β⁺	¹⁵²Tm
¹⁵²Yb	3.04(6) s	β⁺, p (드묾)	¹⁵¹Er
¹⁵³Yb	4.2(2) s	α (50%)	¹⁴⁹Er
		β⁺ (50%)	¹⁵³Tm
		β⁺, p (0.008%)	¹⁵²Er
¹⁵⁴Yb	0.409(2) s	α (92.8%)^[11]	¹⁵⁰Er
¹⁵⁴Yb	0.409(2) s	β⁺ (7.119%)^[11]	¹⁵⁴Tm
¹⁵⁵Yb	1.793(19) s	α (89%)^[11]	¹⁵¹Er
¹⁵⁵Yb	1.793(19) s	β⁺ (11%)^[11]	¹⁵⁵Tm
¹⁵⁶Yb	26.1(7) s	β⁺ (90%)^[11]	¹⁵⁶Tm
¹⁵⁶Yb	26.1(7) s	α (10%)^[11]	¹⁵²Er
¹⁵⁷Yb	38.6(10) s	β⁺ (99.5%)^[11]	¹⁵⁷Tm
¹⁵⁷Yb	38.6(10) s	α (0.5%)^[11]	¹⁵³Er
¹⁵⁸Yb	1.49(13) min	β⁺ (99.99%)^[11]	¹⁵⁸Tm
¹⁵⁸Yb	1.49(13) min	α (0.0021%)^[11]	¹⁵⁴Er
¹⁵⁹Yb	1.67(9) min	β⁺^[11]	¹⁵⁹Tm
¹⁶⁰Yb	4.8(2) min	β⁺^[11]	¹⁶⁰Tm
¹⁶¹Yb	4.2(2) min	β⁺^[11]	¹⁶¹Tm
¹⁶²Yb	18.87(19) min	β⁺^[11]	¹⁶²Tm
¹⁶³Yb	11.05(25) min	β⁺^[11]	¹⁶³Tm
¹⁶⁴Yb	75.8(17) min	ε^[11]	¹⁶⁴Tm
¹⁶⁵Yb	9.9(3) min	β⁺^[11]	¹⁶⁵Tm
¹⁶⁶Yb	56.7(1) h	ε^[11]	¹⁶⁶Tm
¹⁶⁷Yb	17.5(2) min	β⁺^[11]	¹⁶⁷Tm
¹⁶⁹Yb	32.026(5) d	ε^[11]	¹⁶⁹Tm
¹⁷⁵Yb	4.185(1) d	β^-^[11]	¹⁷⁵Lu
¹⁷⁷Yb	1.911(3) h	β^-^[11]	¹⁷⁷Lu
¹⁷⁸Yb	74(3) min	β^-^[11]	¹⁷⁸Lu
¹⁷⁹Yb	8.0(4) min	β^-^[11]	¹⁷⁹Lu
¹⁸⁰Yb	2.4(5) min	β^-^[11]	¹⁸⁰Lu
¹⁸¹Yb	1# min	β^-^[11]	¹⁸¹Lu

2. 3. 이터븀 동위 원소 표

(몰 분율)존재비 범위
(몰 분율)¹⁴⁸Yb7078147.96742(64)#250# msβ⁺¹⁴⁸Tm0+¹⁴⁹Yb7079148.96404(54)#0.7(2) 초β⁺¹⁴⁹Tm(1/2+,3/2+)¹⁵⁰Yb7080149.95842(43)#700# ms
[>200 ns]β⁺¹⁵⁰Tm0+¹⁵¹Yb7081150.95540(32)1.6(5) 초β⁺¹⁵¹Tm(1/2+)rowspan=2|rowspan=2|β⁺, p
(드묾)¹⁵⁰Er^151m1Yb^[11]^[12]750(100)# keV1.6(5) 초β⁺¹⁵¹Tm(11/2-)rowspan=2|rowspan=2|β⁺, p (드묾)¹⁵⁰Er^151m2Yb^[11]^[12]1790(500)# keV2.6(7) µs19/2-#^151m3Yb^[11]^[12]2450(500)# keV20(1) µs27/2-#¹⁵²Yb7082151.95029(22)3.04(6) 초β⁺¹⁵²Tm0+rowspan=2|rowspan=2|β⁺, p (드묾)¹⁵¹Er¹⁵³Yb7083152.94948(21)#4.2(2) 초α (50%)¹⁴⁹Er7/2-#rowspan=3|rowspan=3|β⁺ (50%)¹⁵³Tmβ⁺, p (0.008%)¹⁵²Er^153mYb^[11]^[12]2700(100) keV15(1) µs(27/2-)¹⁵⁴Yb7084153.946394(19)0.409(2) 초α (92.8%)¹⁵⁰Er0+rowspan=2|rowspan=2|β⁺ (7.119%)¹⁵⁴Tm¹⁵⁵Yb7085154.945782(18)1.793(19) 초α (89%)¹⁵¹Er(7/2-)rowspan=2|rowspan=2|β⁺ (11%)¹⁵⁵Tm¹⁵⁶Yb7086155.942818(12)26.1(7) 초β⁺ (90%)¹⁵⁶Tm0+rowspan=2|rowspan=2|α (10%)¹⁵²Er¹⁵⁷Yb7087156.942628(11)38.6(10) 초β⁺ (99.5%)¹⁵⁷Tm7/2-rowspan=2|rowspan=2|α (0.5%)¹⁵³Er¹⁵⁸Yb7088157.939866(9)1.49(13) 분β⁺ (99.99%)¹⁵⁸Tm0+rowspan=2|rowspan=2|α (0.0021%)¹⁵⁴Er¹⁵⁹Yb7089158.94005(2)1.67(9) 분β⁺¹⁵⁹Tm5/2(-)¹⁶⁰Yb7090159.937552(18)4.8(2) 분β⁺¹⁶⁰Tm0+¹⁶¹Yb7091160.937902(17)4.2(2) 분β⁺¹⁶¹Tm3/2-¹⁶²Yb7092161.935768(17)18.87(19) 분β⁺¹⁶²Tm0+¹⁶³Yb7093162.936334(17)11.05(25) 분β⁺¹⁶³Tm3/2-¹⁶⁴Yb7094163.934489(17)75.8(17) 분ε¹⁶⁴Tm0+¹⁶⁵Yb7095164.93528(3)9.9(3) 분β⁺¹⁶⁵Tm5/2-¹⁶⁶Yb7096165.933882(9)56.7(1) 시간ε¹⁶⁶Tm0+¹⁶⁷Yb7097166.934950(5)17.5(2) 분β⁺¹⁶⁷Tm5/2-¹⁶⁸Yb7098167.933897(5)관측상 안정^[14]0+0.0013(1)¹⁶⁹Yb7099168.935190(5)32.026(5) 일ε¹⁶⁹Tm7/2+^169mYb^[11]^[12]24.199(3) keV46(2) 초IT¹⁶⁹Yb1/2-¹⁷⁰Yb70100169.9347618(26)관측상 안정^[15]0+0.0304(15)^170mYb^[11]^[12]1258.46(14) keV370(15) ns4-¹⁷¹Yb70101170.9363258(26)관측상 안정^[16]1/2-0.1428(57)^171m1Yb^[11]^[12]95.282(2) keV5.25(24) msIT¹⁷¹Yb7/2+^171m2Yb^[11]^[12]122.416(2) keV265(20) ns5/2-¹⁷²Yb70102171.9363815(26)관측상 안정^[17]0+0.2183(67)¹⁷³Yb70103172.9382108(26)관측상 안정^[18]5/2-0.1613(27)^173mYb^[11]^[12]398.9(5) keV2.9(1) µs1/2-¹⁷⁴Yb70104173.9388621(26)관측상 안정^[19]0+0.3183(92)¹⁷⁵Yb70105174.9412765(26)4.185(1) 일β^-¹⁷⁵Lu7/2-^175mYb^[11]^[12]514.865(4) keV68.2(3) ms1/2-¹⁷⁶Yb70106175.9425717(28)관측상 안정^[20]0+0.1276(41)^176mYb^[11]^[12]1050.0(3) keV11.4(3) 초(8)-¹⁷⁷Yb70107176.9452608(28)1.911(3) 시간β^-¹⁷⁷Lu(9/2+)^177mYb^[11]^[12]331.5(3) keV6.41(2) 초IT¹⁷⁷Yb(1/2-)¹⁷⁸Yb70108177.946647(11)74(3) 분β^-¹⁷⁸Lu0+¹⁷⁹Yb70109178.95017(32)#8.0(4) 분β^-¹⁷⁹Lu(1/2-)¹⁸⁰Yb70110179.95233(43)#2.4(5) 분β^-¹⁸⁰Lu0+¹⁸¹Yb70111180.95615(43)#1# 분β^-¹⁸¹Lu3/2-#