프라세오디뮴 동위 원소

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1. 개요
2. 프라세오디뮴 동위원소
- 2.1. 안정 동위원소 (¹⁴¹Pr)
- 2.2. 방사성 동위원소
  - 2.2.1. 주요 방사성 동위원소
3. 핵 스핀 및 이성질체
4. 프라세오디뮴 동위원소의 활용
5. 한국과 프라세오디뮴
참조

1. 개요

프라세오디뮴 동위 원소는 원자 번호 59번인 프라세오디뮴의 다양한 형태를 지칭하며, 프라세오디뮴-141(¹⁴¹Pr)이 유일한 안정 동위 원소로 자연계에 존재한다. 이 외의 동위 원소들은 방사성 동위 원소이며, 반감기, 붕괴 방식, 핵 스핀 등이 다르다. 일부 동위 원소는 핵 이성질체를 가지며, 짧은 반감기를 가진 방사성 동위 원소는 핵의학 분야에서 활용될 가능성이 있다.

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탄소 동위원소는 양성자 수는 6개로 같지만 중성자 수가 다른 탄소의 여러 형태로, 자연계에는 안정 동위원소인 탄소-12, 탄소-13과 방사성 동위원소인 탄소-14가 존재하며, 각각 원자 질량 단위 기준, 핵자기 공명 분광법, 방사성탄소연대측정법 등에 활용되고 비율 분석은 다양한 학문 분야에서 과거 환경 연구에 사용된다.
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2. 프라세오디뮴 동위원소

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프라세오디뮴-141(¹⁴¹Pr)은 프라세오디뮴의 안정 동위 원소로, 프라세오디뮴 동위 원소 중 자연계에 유일하게 존재한다. ¹⁴¹Pr은 59개의 양성자와 82개의 중성자를 가지고 있으며, 원자 질량은 140.9076528(26) u이다. 핵 스핀은 5/2+이다.

2. 1. 안정 동위원소 (¹⁴¹Pr)

프라세오디뮴-141(¹⁴¹Pr)은 프라세오디뮴의 안정 동위 원소로, 프라세오디뮴 동위 원소 중 자연계에 유일하게 존재한다.^[2] ¹⁴¹Pr은 59개의 양성자와 82개의 중성자를 가지고 있으며, 원자 질량은 140.9076528(26) u이다.^[6] 핵 스핀은 5/2+이다.^[7]

2. 2. 방사성 동위원소

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2. 2. 1. 주요 방사성 동위원소

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3. 핵 스핀 및 이성질체

프라세오디뮴은 원자 번호 59번의 원소로, 여러 동위 원소를 가진다. 주어진 표에는 다양한 프라세오디뮴 동위 원소의 핵 스핀과 반감기 정보가 나열되어 있다.¹⁴¹Pr은 유일하게 안정한 동위 원소이며, 5/2+의 핵 스핀을 갖는다. 자연 존재비는 100%이다.

다른 프라세오디뮴 동위 원소들은 모두 방사성 동위 원소이며, 다양한 핵 스핀과 반감기를 가진다. 예를 들어 ¹²¹Pr은 600(300) ms의 반감기와 (3/2-)의 핵 스핀을 가지는 반면, ¹⁴²Pr은 19.12(4) 시간의 반감기와 2-의 핵 스핀을 갖는다.

일부 동위 원소는 여러 개의 핵 이성질체를 갖는다. 예를 들어 ¹³⁴Pr은 바닥 상태(2-) 외에 17(2) 분의 반감기를 갖는 이성질체(5-)가 존재하며, ¹⁴⁰Pr은 1+의 핵 스핀을 갖는 바닥 상태 외에 0.35(2) µs의 반감기를 갖는 5+ 이성질체와 3.05(20) µs의 반감기를 갖는 (8)- 이성질체가 존재한다.

4. 프라세오디뮴 동위원소의 활용

프라세오디뮴-141(¹⁴¹Pr)은 안정 동위 원소이며, 100% 자연 존재비를 갖는다. 프라세오디뮴의 다른 동위 원소들은 대부분 짧은 반감기를 가지며, 일부는 핵의학 분야에서 활용될 가능성이 있다.

5. 한국과 프라세오디뮴

참조

_[1] 문서 Order of ground state and isomer is uncertain.
_[2] 문서 Fission product
_[3] 웹사이트 http://www.nucleonic[...]
_[4] 문서 약어
_[5] 문서 안정 동위 원소는 굵은 글씨로 표기, 우주의 나이보다 반감기가 긴 동위 원소는 굵은 흘림체로 표기
_[6] 문서 핵분열 생성물
_[7] 문서 이론상으로 자발 핵분열을 할 수 있다.

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프라세오디뮴 동위 원소
핵종 정보
원소 기호	Pr
Nubase 2020 참고	예
안정 동위 원소
핵종	141Pr
존재 비율	100%
반감기	안정
방사성 동위 원소
핵종	142Pr
존재 비율	합성
반감기	19.12시간
붕괴 방식 1	β- 붕괴
붕괴 생성물 1	142Nd
붕괴 방식 2	ε 붕괴
붕괴 생성물 2	142Ce
기타 방사성 동위 원소
핵종	143Pr
존재 비율	합성
반감기	13.57일
붕괴 방식 1	β- 붕괴
붕괴 생성물 1	143Nd
주석

핵종	반감기	붕괴 방식	붕괴 생성 동위 원소	핵 스핀
¹²¹Pr	600(300) ms	p	¹²⁰Ce	(3/2-)
¹²²Pr	500# ms	β⁺	¹²²Ce
¹²³Pr	800# ms	β⁺	¹²³Ce	3/2+#
¹²⁴Pr	1.2(2) s	β⁺	¹²⁴Ce
¹²⁵Pr	3.3(7) s	β⁺	¹²⁵Ce	3/2+#
¹²⁶Pr	3.12(18) s	β⁺	¹²⁶Ce	(4,5,6)
¹²⁷Pr	4.2(3) s	β⁺	¹²⁷Ce	3/2+#
^127mPr	50# ms			11/2-
¹²⁸Pr	2.84(9) s	β⁺	¹²⁸Ce	(3+)
¹²⁹Pr	32(3) s	β⁺	¹²⁹Ce	(11/2-)
^129mPr	1# ms	IT	¹²⁹Pr	(11/2-)
¹³⁰Pr	40.0(4) s	β⁺	¹³⁰Ce	(6,7)(+#)
^130mPr	10# s			2+#
¹³¹Pr	1.50(3) 분	β⁺	¹³¹Ce	(3/2+)
^131mPr	5.7(2) s	IT (96.4%)	¹³¹Pr	(11/2-)
¹³²Pr	1.49(11) 분	β⁺	¹³²Ce	(2+)
^132mPr	20# s	β⁺	¹³²Ce	(5+)
¹³³Pr	6.5(3) 분	β⁺	¹³³Ce	(3/2+)
^133mPr	1.1(2) µs			(11/2-)
¹³⁴Pr	~11 분	β⁺	¹³⁴Ce	(5-)
^134mPr	17(2) 분	β⁺	¹³⁴Ce	2-
¹³⁵Pr	24(2) 분	β⁺	¹³⁵Ce	3/2(+)
^135mPr	105(10) µs			(11/2-)
¹³⁶Pr	13.1(1) 분	β⁺	¹³⁶Ce	2+
¹³⁷Pr	1.28(3) 시간	β⁺	¹³⁷Ce	5/2+
^137mPr	2.66(7) µs			11/2-
¹³⁸Pr	1.45(5) 분	β⁺	¹³⁸Ce	1+
^138mPr	2.12(4) 시간	β⁺	¹³⁸Ce	7-
¹³⁹Pr	4.41(4) 시간	β⁺	¹³⁹Ce	5/2+
¹⁴⁰Pr	3.39(1) 분	β⁺	¹⁴⁰Ce	1+
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¹⁴²Pr	19.12(4) 시간	β^- (99.98%)	¹⁴²Nd	2-
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^144mPr	7.2(3) 분	IT (99.93%)	¹⁴⁴Pr	3-
¹⁴⁵Pr	5.984(10) 시간	β^-	¹⁴⁵Nd	7/2+
¹⁴⁶Pr	24.15(18) 분	β^-	¹⁴⁶Nd	(2)-
¹⁴⁷Pr	13.4(4) 분	β^-	¹⁴⁷Nd	(3/2+)
¹⁴⁸Pr	2.29(2) 분	β^-	¹⁴⁸Nd	1-
^148mPr	2.01(7) 분	β^-	¹⁴⁸Nd	(4)
¹⁴⁹Pr	2.26(7) 분	β^-	¹⁴⁹Nd	(5/2+)
¹⁵⁰Pr	6.19(16) s	β^-	¹⁵⁰Nd	(1)-
¹⁵¹Pr	18.90(7) s	β^-	¹⁵¹Nd	(3/2)(-#)
¹⁵²Pr	3.63(12) s	β^-	¹⁵²Nd	4+
¹⁵³Pr	4.28(11) s	β^-	¹⁵³Nd	5/2-#
¹⁵⁴Pr	2.3(1) s	β^-	¹⁵⁴Nd	(3+,2+)
¹⁵⁵Pr	1# s [>300 ns]	β^-	¹⁵⁵Nd	5/2-#
¹⁵⁶Pr	500# ms [>300 ns]	β^-	¹⁵⁶Nd
¹⁵⁷Pr	300# ms	β^-	¹⁵⁷Nd	5/2-#
¹⁵⁸Pr	200# ms	β^-	¹⁵⁸Nd
¹⁵⁹Pr	100# ms	β^-	¹⁵⁹Nd	5/2-#

핵종	반감기	붕괴 방식	붕괴 생성 동위 원소	핵 스핀
¹²¹Pr	600(300) ms	p	¹²⁰Ce	(3/2-)
¹²²Pr	500# ms	β⁺	¹²²Ce
¹²³Pr	800# ms	β⁺	¹²³Ce	3/2+#
¹²⁴Pr	1.2(2) s	β⁺	¹²⁴Ce
¹²⁵Pr	3.3(7) s	β⁺	¹²⁵Ce	3/2+#
¹²⁶Pr	3.12(18) s	β⁺	¹²⁶Ce	(4,5,6)
¹²⁷Pr	4.2(3) s	β⁺	¹²⁷Ce	3/2+#
^127mPr	50# ms			11/2-
¹²⁸Pr	2.84(9) s	β⁺	¹²⁸Ce	(3+)
¹²⁹Pr	32(3) s	β⁺	¹²⁹Ce	(11/2-)
^129mPr	1# ms	IT	¹²⁹Pr	(11/2-)
¹³⁰Pr	40.0(4) s	β⁺	¹³⁰Ce	(6,7)(+#)
^130mPr	10# s			2+#
¹³¹Pr	1.50(3) 분	β⁺	¹³¹Ce	(3/2+)
^131mPr	5.7(2) s	IT (96.4%)	¹³¹Pr	(11/2-)
¹³²Pr	1.49(11) 분	β⁺	¹³²Ce	(2+)
^132mPr	20# s	β⁺	¹³²Ce	(5+)
¹³³Pr	6.5(3) 분	β⁺	¹³³Ce	(3/2+)
^133mPr	1.1(2) µs			(11/2-)
¹³⁴Pr	~11 분	β⁺	¹³⁴Ce	(5-)
^134mPr	17(2) 분	β⁺	¹³⁴Ce	2-
¹³⁵Pr	24(2) 분	β⁺	¹³⁵Ce	3/2(+)
^135mPr	105(10) µs			(11/2-)
¹³⁶Pr	13.1(1) 분	β⁺	¹³⁶Ce	2+
¹³⁷Pr	1.28(3) 시간	β⁺	¹³⁷Ce	5/2+
^137mPr	2.66(7) µs			11/2-
¹³⁸Pr	1.45(5) 분	β⁺	¹³⁸Ce	1+
^138mPr	2.12(4) 시간	β⁺	¹³⁸Ce	7-
¹³⁹Pr	4.41(4) 시간	β⁺	¹³⁹Ce	5/2+
¹⁴⁰Pr	3.39(1) 분	β⁺	¹⁴⁰Ce	1+
^140m1Pr	0.35(2) µs			5+
^140m2Pr	3.05(20) µs			(8)-
¹⁴¹Pr	안정			5/2+
¹⁴²Pr	19.12(4) 시간	β^- (99.98%)	¹⁴²Nd	2-
^142mPr	14.6(5) 분	IT	¹⁴²Pr	5-
¹⁴³Pr	13.57(2) 일	β^-	¹⁴³Nd	7/2+
¹⁴⁴Pr	17.28(5) 분	β^-	¹⁴⁴Nd	0-
^144mPr	7.2(3) 분	IT (99.93%)	¹⁴⁴Pr	3-
¹⁴⁵Pr	5.984(10) 시간	β^-	¹⁴⁵Nd	7/2+
¹⁴⁶Pr	24.15(18) 분	β^-	¹⁴⁶Nd	(2)-
¹⁴⁷Pr	13.4(4) 분	β^-	¹⁴⁷Nd	(3/2+)
¹⁴⁸Pr	2.29(2) 분	β^-	¹⁴⁸Nd	1-
^148mPr	2.01(7) 분	β^-	¹⁴⁸Nd	(4)
¹⁴⁹Pr	2.26(7) 분	β^-	¹⁴⁹Nd	(5/2+)
¹⁵⁰Pr	6.19(16) s	β^-	¹⁵⁰Nd	(1)-
¹⁵¹Pr	18.90(7) s	β^-	¹⁵¹Nd	(3/2)(-#)
¹⁵²Pr	3.63(12) s	β^-	¹⁵²Nd	4+
¹⁵³Pr	4.28(11) s	β^-	¹⁵³Nd	5/2-#
¹⁵⁴Pr	2.3(1) s	β^-	¹⁵⁴Nd	(3+,2+)
¹⁵⁵Pr	1# s [>300 ns]	β^-	¹⁵⁵Nd	5/2-#
¹⁵⁶Pr	500# ms [>300 ns]	β^-	¹⁵⁶Nd
¹⁵⁷Pr	300# ms	β^-	¹⁵⁷Nd	5/2-#
¹⁵⁸Pr	200# ms	β^-	¹⁵⁸Nd
¹⁵⁹Pr	100# ms	β^-	¹⁵⁹Nd	5/2-#

핵종	반감기	붕괴 방식	붕괴 생성 동위 원소	핵 스핀
¹²¹Pr	600(300) ms	p	¹²⁰Ce	(3/2-)
¹²²Pr	500# ms	β⁺	¹²²Ce
¹²³Pr	800# ms	β⁺	¹²³Ce	3/2+#
¹²⁴Pr	1.2(2) s	β⁺	¹²⁴Ce
¹²⁵Pr	3.3(7) s	β⁺	¹²⁵Ce	3/2+#
¹²⁶Pr	3.12(18) s	β⁺	¹²⁶Ce	(4,5,6)
¹²⁷Pr	4.2(3) s	β⁺	¹²⁷Ce	3/2+#
^127mPr	50# ms			11/2-
¹²⁸Pr	2.84(9) s	β⁺	¹²⁸Ce	(3+)
¹²⁹Pr	32(3) s	β⁺	¹²⁹Ce	(11/2-)
^129mPr	1# ms	IT	¹²⁹Pr	(11/2-)
¹³⁰Pr	40.0(4) s	β⁺	¹³⁰Ce	(6,7)(+#)
^130mPr	10# s			2+#
¹³¹Pr	1.50(3) 분	β⁺	¹³¹Ce	(3/2+)
^131mPr	5.7(2) s	IT (96.4%)	¹³¹Pr	(11/2-)
¹³²Pr	1.49(11) 분	β⁺	¹³²Ce	(2+)
^132mPr	20# s	β⁺	¹³²Ce	(5+)
¹³³Pr	6.5(3) 분	β⁺	¹³³Ce	(3/2+)
^133mPr	1.1(2) µs			(11/2-)
¹³⁴Pr	~11 분	β⁺	¹³⁴Ce	(5-)
^134mPr	17(2) 분	β⁺	¹³⁴Ce	2-
¹³⁵Pr	24(2) 분	β⁺	¹³⁵Ce	3/2(+)
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¹³⁶Pr	13.1(1) 분	β⁺	¹³⁶Ce	2+
¹³⁷Pr	1.28(3) 시간	β⁺	¹³⁷Ce	5/2+
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¹³⁸Pr	1.45(5) 분	β⁺	¹³⁸Ce	1+
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¹³⁹Pr	4.41(4) 시간	β⁺	¹³⁹Ce	5/2+
¹⁴⁰Pr	3.39(1) 분	β⁺	¹⁴⁰Ce	1+
^140m1Pr	0.35(2) µs			5+
^140m2Pr	3.05(20) µs			(8)-
¹⁴¹Pr	안정			5/2+
¹⁴²Pr	19.12(4) 시간	β^- (99.98%)	¹⁴²Nd	2-
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¹⁴⁹Pr	2.26(7) 분	β^-	¹⁴⁹Nd	(5/2+)
¹⁵⁰Pr	6.19(16) s	β^-	'¹⁵⁰Nd'	(1)-
¹⁵¹Pr	18.90(7) s	β^-	¹⁵¹Nd	(3/2)(-#)
¹⁵²Pr	3.63(12) s	β^-	¹⁵²Nd	4+
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¹⁵⁵Pr	1# s [>300 ns]	β^-	¹⁵⁵Nd	5/2-#
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