ガドリニウムの同位体

ガドリニウムの同位体（₆₄ Gd）
標準原子量 A r °(Gd)
	157.249 ± 0.002 ; 157.25 ± 0.01 （要約）;
	ビュー; 話す; 編集;

天然ガドリニウム（₆₄ Gd）は、 6つの安定同位体¹⁵⁴ Gd、¹⁵⁵ Gd、156 Gd ^、 157 Gd ^、 158 ^{Gd 、}¹⁶⁰ Gdと1つの放射性同位体¹⁵² Gdで構成されており、¹⁵⁸ Gdが最も豊富です（天然存在比24.84% ）。¹⁶⁰ Gdの予測される二重ベータ崩壊は観測されたことがなく、半減期の下限値である1.3×10 ²¹年以上が実験的に設定されているだけです。^[5]

33 種類の放射性同位体が特性評価されており、最も安定しているのはアルファ崩壊する¹⁵² Gd (天然) で半減期は 1.08×10 ¹⁴年、¹⁵⁰ Gd は半減期が 1.79×10 ⁶年です。残りの放射性同位体はすべて半減期が 100 年未満で、その大部分は半減期が 24.6 秒未満です。ガドリニウム同位体には 10 種類の準安定異性体があり、最も安定しているのは^143m Gd (t _1/2 = 110 秒)、^145m Gd (t _1/2 = 85 秒)、^141m Gd (t _1/2 = 24.5 秒) です。

最も豊富な安定同位体である¹⁵⁸ Gd より低い原子量での主な崩壊モードは電子捕獲であり、それより高い原子量での主な崩壊モードはベータ崩壊です。¹⁵⁸ Gdより軽い同位体の主な崩壊生成物はユーロピウムの同位体であり、より重い同位体の主な生成物はテルビウムの同位体です。

同位体のリスト

^ ^m Gd – 励起核異性体。
^ ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。
^ # – # でマークされた原子質量: 値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されました。
^ 大胆な半減期 – ほぼ安定しており、半減期は宇宙の年齢よりも長い。
^ abc # – # でマークされた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣核種の傾向 (TNN) から導き出されたものです。
^ 崩壊のモード:
^ 太字の斜体記号は娘製品です – 娘製品はほぼ安定しています。
^ 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。
^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。
^ 基底状態と異性体の順序は不明です。
^ β ⁺ β ^{+崩壊して}¹⁴⁸ Smになる可能性もあると理論化されている
^ β ⁺ β ⁺崩壊により¹⁵⁰ Smに達すると理論化されている
^ 原始放射性核種
^ β ⁺ β ^{+崩壊して}¹⁵² Smになる可能性もあると理論化されている
^ ¹⁵⁰ Smまでα崩壊すると考えられている
^ abcdef 核分裂生成物
^ α崩壊して ¹⁵¹ Smになると考えられている
^ β ⁻ β ^{−崩壊して}¹⁶⁰ Dyになり、半減期は3.1×10 ¹⁹年以上であると考えられている。

ガドリニウム148

半減期はガドリニウム148はアルファ崩壊のみで86.9 ± 3.9年で消滅するため^{[2] 、}放射性同位体熱電発電機には理想的である。しかし、ガドリニウム148はRTGに電力を供給するのに十分な量を経済的に合成することはできない。^[8]

ガドリニウム153

ガドリニウム153の半減期は240.4 ± 10 dで、41 keVと102 keVに強いピークを持つガンマ線を放出します。X線吸収測定法と蛍光法、骨粗鬆症スクリーニング用の骨密度計、LixiscopeポータブルX線画像システム（Lixi Profilerとしても知られています）の放射測定プロファイリング用のガンマ線源として使用されます。核医学では、 X線を作成するために必要な単一光子放出コンピュータ断層撮影システム（SPECT）などの機器を較正するために使用されます。これにより、患者内の放射性同位元素分布の画像を作成するために機械が正しく機能することが保証されます。この同位体は、原子炉でユーロピウムまたは濃縮ガドリニウムから生成されます。^{[9]また、腰骨と背骨の}カルシウム損失を検出できるため、骨粗鬆症を診断できます。^[10]

参考文献

^ abcde Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」（PDF） . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
^ abc Chiera, Nadine M.; Dressler, Rugard; Sprung, Peter; Talip, Zeynep; Schumann, Dorothea (2023). 「ガドリニウム148の半減期の測定」。応用放射線同位体。194。Elsevier BV: 110708。doi :10.1016 / j.apradiso.2023.110708。ISSN 0969-8043 。
^ 「標準原子量：ガドリニウム」CIAAW . 2024年。
^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). 「元素の標準原子量2021（IUPAC技術レポート）」.純粋および応用化学. doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
^ FA Danevich; et al. (2001). 「 ¹⁶⁰ GdおよびCe同位体の二重ベータ崩壊の探求」Nuclear Physics A . 694 (1–2): 375–391. arXiv : nucl-ex/0011020 . Bibcode :2001NuPhA.694..375D. doi :10.1016/S0375-9474(01)00983-6. S2CID 11874988.
^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). 「AME 2020 原子質量評価 (II)。表、グラフ、参考文献*」。Chinese Physics C . 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
^ abcdefg Kiss, GG; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; et al. (2022). 「希土類元素領域における核合成収率を制限するための中性子過剰エキゾチック同位元素Pm、Sm、Eu、Gdのβ崩壊特性の測定」天体物理学ジャーナル。936 (107): 107。Bibcode : 2022ApJ ... 936..107K。doi : 10.3847/ 1538-4357 / ac80fc。hdl : 2117/375253。
^ 国立研究評議会、科学、工学物理部門、航空宇宙工学委員会、宇宙研究委員会、放射性同位元素電力システム委員会 (2009)。放射性同位元素電力システム: 宇宙探査における米国のリーダーシップ維持の必須事項。CiteSeerX 10.1.1.367.4042。doi : 10.17226 /12653。ISBN 978-0-309-13857-4。
^ 「PNNL: 同位体科学プログラム – ガドリニウム 153」。pnl.gov。2009年 5 月 27 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
^ 「ガドリニウム」。BCIT化学リソースセンター。ブリティッシュコロンビア工科大学。2011年8月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月30日閲覧。

同位体質量:
- アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11。 001
同位体組成と標準原子質量:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl ; De Bièvre, Paul ; Hidaka, Hiroshi ; Peiser, H. Steffen ; Rosman, Kevin JR ; Taylor, Philip DP (2003). 「元素の原子量。レビュー 2000 (IUPAC 技術レポート)」。純粋および応用化学。75 (6): 683–800。doi : 10.1351/pac200375060683。
- Wieser, Michael E. (2006). 「元素の原子量 2005 (IUPAC 技術レポート)」.純粋および応用化学. 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351/pac200678112051 .
「ニュースとお知らせ: 標準原子量の改訂」国際純正応用化学連合。2005 年 10 月 19 日。
半減期、スピン、異性体データは、以下のソースから選択されています。
- アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11。 001
- 国立核データセンター。「NuDat 2.x データベース」。ブルックヘブン国立研究所。
- ホールデン、ノーマン E. (2004)。「11. 同位体の表」。ライド、デビッド R. (編)。CRC化学および物理学ハンドブック(第 85 版)。フロリダ州ボカラトン: CRC プレス。ISBN 978-0-8493-0485-9。

[6] Gd – 励起核異性体。

[8] ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。

[TMS-9] # – # でマークされた原子質量: 値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されました。

[10] 大胆な半減期 – ほぼ安定しており、半減期は宇宙の年齢よりも長い。

[TNN-11] # – # でマークされた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣核種の傾向 (TNN) から導き出されたものです。

[12] 崩壊のモード:

[13] 太字の斜体記号は娘製品です – 娘製品はほぼ安定しています。

[14] 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。

[15] ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。

[order-16] 基底状態と異性体の順序は不明です。

[17] β ⁺ β ^{+崩壊して}¹⁴⁸ Smになる可能性もあると理論化されている

[18] ^ β ⁺ β ⁺崩壊により¹⁵⁰ Smに達すると理論化されている

[19] 原始放射性核種

[20] β ⁺ β ^{+崩壊して}¹⁵² Smになる可能性もあると理論化されている

[21] ¹⁵⁰ Smまでα崩壊すると考えられている

[FP-22] 核分裂生成物

[23] ^ α崩壊して ¹⁵¹ Smになると考えられている

[24] β ⁻ β ^{−崩壊して}¹⁶⁰ Dyになり、半減期は3.1×10 ¹⁹年以上であると考えられている。

[NUBASE2020-1] Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」（PDF） . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.

[148Gd-2] Chiera, Nadine M.; Dressler, Rugard; Sprung, Peter; Talip, Zeynep; Schumann, Dorothea (2023). 「ガドリニウム148の半減期の測定」。応用放射線同位体。194。Elsevier BV: 110708。doi :10.1016 / j.apradiso.2023.110708。ISSN 0969-8043 。

[3] 「標準原子量：ガドリニウム」CIAAW . 2024年。

[CIAAW2021-4] Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). 「元素の標準原子量2021（IUPAC技術レポート）」.純粋および応用化学. doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.

[DBD-5] ^ FA Danevich; et al. (2001). 「 ¹⁶⁰ GdおよびCe同位体の二重ベータ崩壊の探求」Nuclear Physics A . 694 (1–2): 375–391. arXiv : nucl-ex/0011020 . Bibcode :2001NuPhA.694..375D. doi :10.1016/S0375-9474(01)00983-6. S2CID 11874988.

[AME2020_II-7] Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). 「AME 2020 原子質量評価 (II)。表、グラフ、参考文献*」。Chinese Physics C . 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.

[Ln922-25] Kiss, GG; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; et al. (2022). 「希土類元素領域における核合成収率を制限するための中性子過剰エキゾチック同位元素Pm、Sm、Eu、Gdのβ崩壊特性の測定」天体物理学ジャーナル。936 (107): 107。Bibcode : 2022ApJ ... 936..107K。doi : 10.3847/ 1538-4357 / ac80fc。hdl : 2117/375253。

[26] 国立研究評議会、科学、工学物理部門、航空宇宙工学委員会、宇宙研究委員会、放射性同位元素電力システム委員会 (2009)。放射性同位元素電力システム: 宇宙探査における米国のリーダーシップ維持の必須事項。CiteSeerX 10.1.1.367.4042。doi : 10.17226 /12653。ISBN 978-0-309-13857-4。

[27] 「PNNL: 同位体科学プログラム – ガドリニウム 153」。pnl.gov。2009年 5 月 27 日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[28] 「ガドリニウム」。BCIT化学リソースセンター。ブリティッシュコロンビア工科大学。2011年8月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月30日閲覧。