Isotop gadolinium

Gadolinium (₆₄Gd) yang terbentuk secara alami terdiri dari dua isotop stabil, ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁵Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁷Gd, ¹⁵⁸Gd, dan ¹⁶⁰Gd, serta 1 radioisotop, ¹⁵²Gd, dengan ¹⁵⁸Gd menjadi yang paling melimpah (24,84% kelimpahan alami). Peluruhan beta ganda yang diprediksi terjadi pada ¹⁶⁰Gd tidak pernah teramati; hanya batas bawah pada waktu paruhnya, yaitu lebih dari 1,3×10²¹ tahun, yang telah ditetapkan secara eksperimental.^[2]

Isotop utama gadolinium

Iso­top Peluruhan kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk 148Gd sintetis 75 thn α 144Sm 150Gd sintetis 1,8×106 thn α 146Sm 152Gd 0,20% 1,08×1014 thn α 148Sm 153Gd sintetis 240,4 hri ε 153Eu γ – 154Gd 2,18% stabil 155Gd 14,80% stabil 156Gd 20,47% stabil 157Gd 15,65% stabil 158Gd 24,84% stabil 160Gd 21,86% stabil
Berat atom standar Ar°(Gd)	157,25±0,03 157,25±0,03 (diringkas)[1]
lihat bicara sunting

Tiga puluh radioisotop telah dikarakterisasi, dengan yang paling stabil adalah ¹⁵²Gd (terjadi secara alami) yang meluruh melalui peluruhan alfa dengan waktu paruh 1,08×10¹⁴ tahun, dan ¹⁵⁰Gd dengan waktu paruh 1,79×10⁶ tahun. Semua isotop radioaktif yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari 74,7 tahun. Sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 24,6 detik. Isotop gadolinium memiliki 10 isomer metastabil, dengan yang paling stabil adalah ^143mGd (t_1/2 = 110 detik), ^145mGd (t_1/2 = 85 detik) dan ^141mGd (t_1/2 = 24,5 detik).

Mode peluruhan utama untuk isotop yang memiliki berat atom lebih rendah daripada isotop stabil yang paling melimpah, ¹⁵⁸Gd, adalah penangkapan elektron, dan mode utama untuk isotop yang memiliki berat atom lebih tinggi adalah peluruhan beta. Produk peluruhan utama untuk isotop yang lebih ringan dari ¹⁵⁸Gd adalah isotop europium dan produk utama dari isotop yang lebih berat adalah isotop terbium.

Gadolinium-148 akan ideal jika dipakai untuk generator termoelektrik radioisotop (radioisotope thermoelectric generator, RTG) karena waktu paruh 74 tahunnya, kepadatannya yang tinggi, dan mode peluruhan alfanya yang dominan. Namun, ¹⁴⁸Gd tidak dapat disintesis secara ekonomis dalam jumlah yang cukup untuk memberi daya pada RTG.^[3]

Gadolinium-153 memiliki waktu paruh 240,4 ± 10 hari dan memancarkan radiasi gama dengan puncak kuat pada 41 keV dan 102 keV. Ia digunakan sebagai sumber sinar gama untuk absorptiometri dan fluoresensi sinar-X, untuk pengukur kepadatan tulang untuk skrining osteoporosis, dan untuk membuat profil radiometrik dalam sistem pencitraan sinar-X portabel Lixiscope, yang juga dikenal sebagai Lixi Profiler. Dalam kedokteran nuklir, ia berfungsi untuk mengkalibrasi peralatan yang dibutuhkan seperti sistem tomografi terkomputasi emisi foton tunggal (single-photon emission computed tomography, SPECT) untuk membuat sinar-X. Ia memastikan bahwa mesin bekerja dengan benar untuk menghasilkan gambar distribusi radioisotop di dalam pasien. Isotop ini diproduksi dalam reaktor nuklir dari europium atau gadolinium yang diperkaya.^[4] Ia juga dapat mendeteksi hilangnya kalsium pada tulang pinggul dan punggung, memungkinkan kemampuannya untuk mendiagnosis osteoporosis.^[5]

Daftar isotop

Nuklida [n 1]	Z	N	Massa isotop (Da) [n 2][n 3]	Waktu paruh [n 4][n 5]	Mode peluruhan [n 6]	Isotop anak [n 7][n 8]	Spin dan paritas [n 9][n 5]	Kelimpahan alami (fraksi mol)
	Energi eksitasi[n 5]							Proporsi normal	Rentang variasi
134Gd	64	70	133,95537(43)#	0,4# dtk			0+
135Gd	64	71	134,95257(54)#	1,1(2) dtk			3/2−
136Gd	64	72	135,94734(43)#	1# dtk [>200 ndtk]	β+	136Eu
137Gd	64	73	136,94502(43)#	2,2(2) dtk	β+	137Eu	7/2+#
					β+, p (langka)	136Sm
138Gd	64	74	137,94012(21)#	4,7(9) dtk	β+	138Eu	0+
138mGd	2232,7(11) keV			6(1) µdtk			(8−)
139Gd	64	75	138,93824(21)#	5,7(3) dtk	β+	139Eu	9/2−#
					β+, p (langka)	138Sm
139mGd	250(150)# keV			4,8(9) dtk			1/2+#
140Gd	64	76	139,93367(3)	15,8(4) dtk	β+	140Eu	0+
141Gd	64	77	140,932126(21)	14(4) dtk	β+ (99,97%)	141Eu	(1/2+)
					β+, p (0,03%)	140Sm
141mGd	377,8(2) keV			24,5(5) dtk	β+ (89%)	141Eu	(11/2−)
					IT (11%)	141Gd
142Gd	64	78	141,92812(3)	70,2(6) dtk	β+	142Eu	0+
143Gd	64	79	142,92675(22)	39(2) dtk	β+	143Eu	(1/2)+
					β+, α (langka)	139Pm
					β+, p (langka)	142Sm
143mGd	152,6(5) keV			110,0(14) dtk	β+	143Eu	(11/2−)
					β+, α (langka)	139Pm
					β+, p (langka)	142Sm
144Gd	64	80	143,92296(3)	4,47(6) mnt	β+	144Eu	0+
145Gd	64	81	144,921709(20)	23,0(4) mnt	β+	145Eu	1/2+
145mGd	749,1(2) keV			85(3) dtk	IT (94,3%)	145Gd	11/2−
					β+ (5,7%)	145Eu
146Gd	64	82	145,918311(5)	48,27(10) hri	EC	146Eu	0+
147Gd	64	83	146,919094(3)	38,06(12) jam	β+	147Eu	7/2−
147mGd	8587,8(4) keV			510(20) ndtk			(49/2+)
148Gd	64	84	147,918115(3)	74,6(30) thn	α	144Sm	0+
					β+β+ (langka)	148Sm
149Gd	64	85	148,919341(4)	9,28(10) hri	β+	149Eu	7/2−
					α (4,34×10−4%)	145Sm
150Gd	64	86	149,918659(7)	1,79(8)×106 thn	α	146Sm	0+
					β+β+ (langka)	150Sm
151Gd	64	87	150,920348(4)	124(1) hri	EC	151Eu	7/2−
					α (10−6%)	147Sm
152Gd[n 10]	64	88	151,9197910(27)	1,08(8)×1014 thn	α[n 11]	148Sm	0+	0,0020(1)
153Gd	64	89	152,9217495(27)	240,4(10) hri	EC	153Eu	3/2−
153m1Gd	95,1737(12) keV			3,5(4) µdtk			(9/2+)
153m2Gd	171,189(5) keV			76,0(14) µdtk			(11/2−)
154Gd	64	90	153.9208656(27)	Stabil Secara Pengamatan[n 12]			0+	0,0218(3)
155Gd[n 13]	64	91	154.9226220(27)	Stabil Secara Pengamatan[n 14]			3/2−	0,1480(12)
155mGd	121,05(19) keV			31,97(27) mdtk	IT	155Gd	11/2−
156Gd[n 13]	64	92	155,9221227(27)	Stabil[n 15]			0+	0,2047(9)
156mGd	2137,60(5) keV			1,3(1) µdtk			7-
157Gd[n 13]	64	93	156.9239601(27)	Stabil[n 15]			3/2−	0,1565(2)
158Gd[n 13]	64	94	157,9241039(27)	Stabil[n 15]			0+	0,2484(7)
159Gd[n 13]	64	95	158,9263887(27)	18,479(4) jam	β−	159Tb	3/2−
160Gd[n 13]	64	96	159,9270541(27)	Stabil Secara Pengamatan[n 16]			0+	0,2186(19)
161Gd	64	97	160,9296692(29)	3,646(3) mnt	β−	161Tb	5/2−
162Gd	64	98	161,930985(5)	8,4(2) mnt	β−	162Tb	0+
163Gd	64	99	162,93399(32)#	68(3) dtk	β−	163Tb	7/2+#
164Gd	64	100	163,93586(43)#	45(3) dtk	β−	164Tb	0+
165Gd	64	101	164,93938(54)#	10,3(16) dtk	β−	165Tb	1/2−#
166Gd	64	102	165,94160(64)#	4,8(10) dtk	β−	166Tb	0+
167Gd	64	103	166,94557(64)#	3# dtk	β−	167Tb	5/2−#
168Gd	64	104	167,94836(75)#	300# mdtk	β−	168Tb	0+
169Gd	64	105	168,95287(86)#	1# dtk	β−	169Tb	7/2−#
Header & footer tabel ini:  view

1. ^mGd – Isomer nuklir tereksitasi.
2. ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
3. # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
4. Waktu paruh tebal – hampir stabil, waktu paruh lebih lama dari umur alam semesta.
5. # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
6. Mode peluruhan:

   EC:	Penangkapan elektron
   IT:	Transisi isomerik

7. Simbol miring tebal sebagai anak – Produk anak hampir stabil.
8. Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
9. ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
10. Radionuklida primordial
11. Diteorikan juga mengalami peluruhan β⁺β⁺ menjadi ¹⁵²Sm
12. Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁵⁰Sm
13. Produk fisi
14. Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁵¹Sm
15. Secara teoritis mampu mengalami fisi spontan
16. Diyakini mengalami peluruhan β⁻β⁻ menjadi ¹⁶⁰Dy dengan waktu paruh lebih dari 1,3×10²¹ tahun

Referensi

1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
2. F. A. Danevich; et al. (2001). "Quest for double beta decay of ¹⁶⁰Gd and Ce isotopes". Nuclear Physics A. 694 (1–2): 375–391. arXiv:nucl-ex/0011020 . Bibcode:2001NuPhA.694..375D. doi:10.1016/S0375-9474(01)00983-6.
3. Council, National Research; Sciences, Division on Engineering Physical; Board, Aeronautics Space Engineering; Board, Space Studies; Committee, Radioisotope Power Systems (2009). Radioisotope Power Systems: An Imperative for Maintaining U.S. Leadership in Space Exploration. CiteSeerX 10.1.1.367.4042 . doi:10.17226/12653. ISBN 978-0-309-13857-4.
4. "PNNL: Isotope Sciences Program – Gadolinium-153". pnl.gov. Diarsipkan dari versi asli tanggal 27 Mei 2009. Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
5. "Gadolinium". BCIT Chemistry Resource Center. British Columbia Institute of Technology. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2011-08-23. Diakses tanggal 10 Juli 2022.

• Massa isotop dari:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (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
• Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 .
  • Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 .
• "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005.
• Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (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.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven.
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.