Anexo:Isótopos de gadolinio
El gadolinio natural (64Gd) se compone de 6 isótopos estables, 154Gd, 155Gd, 156Gd, 157Gd, 158Gd y 160Gd, y un radioisótopo, 152Gd, siendo 158Gd el más abundante (24,84% de abundancia natural). La doble desintegración beta predicha de 160Gd nunca se ha observado; solo se ha establecido experimentalmente un límite inferior en su vida media de más de 1,3×1021 años.[1]
Treinta radioisótopos se han caracterizado, siendo el más estable el 152Gd con desintegración alfa (de origen natural) con una vida media de 1,08×1014 años y 150Gd con una vida media de 1,79×106 años. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias de menos de 74,7 años. La mayoría de estos tienen vidas medias menores a 24,6 segundos. Los isótopos de gadolinio tienen 10 isómeros metaestables, siendo el más estable 143mGd (t1/2 = 110 segundos), 145mGd (t1/2 = 85 segundos) y 141mGd (t1/2 = 24.5 segundos).
El modo de desintegración primario a pesos atómicos más bajos que el isótopo estable más abundante, 158Gd, es la captura electrónica, y el modo primario a pesos atómicos más altos es la desintegración beta. Los productos de descomposición primaria para isótopos de pesos inferiores a 158Gd son isótopos de europio y los productos primarios con pesos más altos son isótopos de terbio.
El gadolinio 153 tiene una vida media de 240,4 ± 10 días y emite radiación gamma con picos fuertes a 41 keV y 102 keV. Se utiliza como una fuente de rayos gamma para la absorciometría y fluorescencia de rayos X, para medidores de densidad ósea para el cribado de la osteoporosis y para los perfiles radiométricos en el sistema de imágenes por rayos X. En medicina nuclear, sirve para calibrar los equipos necesarios, como los sistemas de tomografía computarizada de emisión monofotónica (SPECT) para hacer radiografías. Asegura que las máquinas funcionen correctamente para producir imágenes de distribución de radioisótopos dentro del paciente. Este isótopo se produce en un reactor nuclear de europio o gadolinio enriquecido.[2] También puede detectar la pérdida de calcio en la cadera y la espalda, lo que permite diagnosticar la osteoporosis.[3]
El gadolinio 148 sería ideal para los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) debido a su vida media de 74 años, alta densidad y modo de desintegración alfa dominante. Sin embargo, el gadolinio 148 no puede sintetizarse económicamente en cantidades suficientes para alimentar un RTG.[4]
Tabla de isótopos
editar| Símbolo del nucleido |
Z(p) | N(n) | Masa isotópica (u) |
Vida media[n 1] | Método(s) de decaimiento[5][n 2] |
Isótopo(s) hijo(s)[n 3] |
Espín nuclear |
Composición isotópica representativa (fracción molar) |
Rango de variación natural (fracción molar) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación | |||||||||
| 134Gd | 64 | 70 | 133.95537(43)# | 0.4# s | 0+ | ||||
| 135Gd | 64 | 71 | 134.95257(54)# | 1.1(2) s | 3/2− | ||||
| 136Gd | 64 | 72 | 135.94734(43)# | 1# s [>200 ns] | β+ | 136Eu | |||
| 137Gd | 64 | 73 | 136.94502(43)# | 2.2(2) s | β+ | 137Eu | 7/2+# | ||
| β+, p (raro) | 136Sm | ||||||||
| 138Gd | 64 | 74 | 137.94012(21)# | 4.7(9) s | β+ | 138Eu | 0+ | ||
| 138mGd | 2232.7(11) keV | 6(1) µs | (8−) | ||||||
| 139Gd | 64 | 75 | 138.93824(21)# | 5.7(3) s | β+ | 139Eu | 9/2−# | ||
| β+, p (raro) | 138Sm | ||||||||
| 139mGd | 250(150)# keV | 4.8(9) s | 1/2+# | ||||||
| 140Gd | 64 | 76 | 139.93367(3) | 15.8(4) s | β+ | 140Eu | 0+ | ||
| 141Gd | 64 | 77 | 140.932126(21) | 14(4) s | β+ (99.97%) | 141Eu | (1/2+) | ||
| β+, p (.03%) | 140Sm | ||||||||
| 141mGd | 377.8(2) keV | 24.5(5) s | β+ (89%) | 141Eu | (11/2−) | ||||
| TI (11%) | 141Gd | ||||||||
| 142Gd | 64 | 78 | 141.92812(3) | 70.2(6) s | β+ | 142Eu | 0+ | ||
| 143Gd | 64 | 79 | 142.92675(22) | 39(2) s | β+ | 143Eu | (1/2)+ | ||
| β+, α (raro) | 139Pm | ||||||||
| β+, p (raro) | 142Sm | ||||||||
| 143mGd | 152.6(5) keV | 110.0(14) s | β+ | 143Eu | (11/2−) | ||||
| β+, α (raro) | 139Pm | ||||||||
| β+, p (raro) | 142Sm | ||||||||
| 144Gd | 64 | 80 | 143.92296(3) | 4.47(6) min | β+ | 144Eu | 0+ | ||
| 145Gd | 64 | 81 | 144.921709(20) | 23.0(4) min | β+ | 145Eu | 1/2+ | ||
| 145mGd | 749.1(2) keV | 85(3) s | TI (94.3%) | 145Gd | 11/2− | ||||
| β+ (5.7%) | 145Eu | ||||||||
| 146Gd | 64 | 82 | 145.918311(5) | 48.27(10) d | CE | 146Eu | 0+ | ||
| 147Gd | 64 | 83 | 146.919094(3) | 38.06(12) h | β+ | 147Eu | 7/2− | ||
| 147mGd | 8587.8(4) keV | 510(20) ns | (49/2+) | ||||||
| 148Gd | 64 | 84 | 147.918115(3) | 74.6(30) y | α | 144Sm | 0+ | ||
| β+β+ (raro) | 148Sm | ||||||||
| 149Gd | 64 | 85 | 148.919341(4) | 9.28(10) d | β+ | 149Eu | 7/2− | ||
| α (4.34×10−4%) | 145Sm | ||||||||
| 150Gd | 64 | 86 | 149.918659(7) | 1.79(8)×106 y | α | 146Sm | 0+ | ||
| β+β+ (raro) | 150Sm | ||||||||
| 151Gd | 64 | 87 | 150.920348(4) | 124(1) d | CE | 151Eu | 7/2− | ||
| α (10−6%) | 147Sm | ||||||||
| 152Gd[n 4] | 64 | 88 | 151.9197910(27) | 1.08(8)×1014 y | α | 148Sm | 0+ | 0.0020(1) | |
| 153Gd | 64 | 89 | 152.9217495(27) | 240.4(10) d | CE | 153Eu | 3/2− | ||
| 153m1Gd | 95.1737(12) keV | 3.5(4) µs | (9/2+) | ||||||
| 153m2Gd | 171.189(5) keV | 76.0(14) µs | (11/2−) | ||||||
| 154Gd | 64 | 90 | 153.9208656(27) | Isótopo observablemente estable[n 5] | 0+ | 0.0218(3) | |||
| 155Gd[n 6] | 64 | 91 | 154.9226220(27) | Isótopo observablemente estable[n 7] | 3/2− | 0.1480(12) | |||
| 155mGd | 121.05(19) keV | 31.97(27) ms | TI | 155Gd | 11/2− | ||||
| 156Gd[n 6] | 64 | 92 | 155.9221227(27) | Estable | 0+ | 0.2047(9) | |||
| 156mGd | 2137.60(5) keV | 1.3(1) µs | 7- | ||||||
| 157Gd[n 6] | 64 | 93 | 156.9239601(27) | Estable | 3/2− | 0.1565(2) | |||
| 158Gd[n 6] | 64 | 94 | 157.9241039(27) | Estable | 0+ | 0.2484(7) | |||
| 159Gd[n 6] | 64 | 95 | 158.9263887(27) | 18.479(4) h | β− | 159Tb | 3/2− | ||
| 160Gd[n 6] | 64 | 96 | 159.9270541(27) | Isótopo observablemente estable[n 8] | 0+ | 0.2186(19) | |||
| 161Gd | 64 | 97 | 160.9296692(29) | 3.646(3) min | β− | 161Tb | 5/2− | ||
| 162Gd | 64 | 98 | 161.930985(5) | 8.4(2) min | β− | 162Tb | 0+ | ||
| 163Gd | 64 | 99 | 162.93399(32)# | 68(3) s | β− | 163Tb | 7/2+# | ||
| 164Gd | 64 | 100 | 163.93586(43)# | 45(3) s | β− | 164Tb | 0+ | ||
| 165Gd | 64 | 101 | 164.93938(54)# | 10.3(16) s | β− | 165Tb | 1/2−# | ||
| 166Gd | 64 | 102 | 165.94160(64)# | 4.8(10) s | β− | 166Tb | 0+ | ||
| 167Gd | 64 | 103 | 166.94557(64)# | 3# s | β− | 167Tb | 5/2−# | ||
| 168Gd | 64 | 104 | 167.94836(75)# | 300# ms | β− | 168Tb | 0+ | ||
| 169Gd | 64 | 105 | 168.95287(86)# | 1# s | β− | 169Tb | 7/2−# | ||
- ↑ Negrilla para isótopos con vidas medias mayores a la edad del universo
- ↑ Abreviaciones:
CE: Captura electrónica
TI: Transición isomérica - ↑ Negrilla para los isótopos estables, negrilla y cursiva para isótopos con vidas medias mayores a la edad del universo
- ↑ Radioisótopo primordial
- ↑ Se cree que sufre una desintegración α a 150Sm
- ↑ a b c d e f Productos de la fisión nuclear
- ↑ Se cree que sufre una desintegración α a 151Sm
- ↑ Se cree que sufre una desintegración β−β− a 160Dy con una vida media de más de 1.3×1021 años
Notas
editar- Se conocen muestras geológicamente excepcionales en las que la composición isotópica se encuentra fuera del intervalo indicado. La incertidumbre en la masa atómica puede exceder el valor declarado para tales especímenes.
- Los valores marcados con # no se derivan puramente de los datos experimentales, sino de las tendencias sistemáticas. Los espines de asignación débiles se incluyen entre paréntesis.
- Las incertidumbres se dan en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos. Los valores de incertidumbre indican una desviación estándar, excepto la composición isotópica y el peso atómico atómico estándar del IUPAC, que utilizan incertidumbres expandidas.
Referencias
editar- ↑ F. A. Danevich (2001). «Quest for double beta decay of 160Gd and Ce isotopes». Nuclear Physics A 694: 375. Bibcode:2001NuPhA.694..375D. arXiv:nucl-ex/0011020. doi:10.1016/S0375-9474(01)00983-6.
- ↑ «PNNL: Isotope Sciences Program – Gadolinium-153». pnl.gov. Archivado desde el original el 27 de mayo de 2009.
- ↑ «Gadolinium». BCIT Chemistry Resource Center. British Columbia Institute of Technology. Consultado el 30 de marzo de 2011.
- ↑ Radioisotope Power Systems: An Imperative for Maintaining U.S. Leadership in Space Exploration. 2009. doi:10.17226/12653.
- ↑ «Universal Nuclide Chart». nucleonica. (requiere registro).
- Masas de isótopos de:
- G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- Composición isotópica y masas atómicas estándar de:
- J. R. de Laeter; J. K. Böhlke; P. De Bièvre; H. Hidaka; H. S. Peiser; K. J. R. Rosman; P. D. P. Taylor (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051-2066. doi:10.1351/pac200678112051. Resumen divulgativo.
- Vida media, Espín, y datos de isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
- G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- National Nuclear Data Center. «NuDat 2.1 database». Brookhaven National Laboratory. Consultado el September 2005.
- N. E. Holden (2004). «Table of the Isotopes». En D. R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th edición). CRC Press. Section 11. ISBN 978-0-8493-0485-9.