염소 동위 원소

염소는 원자량 28~51 사이에 총 24개의 동위 원소와 2개의 이성질핵(^34mCl, ^38mCl)이 발견되어 있다. 이들 중 안정 동위 원소는 ³⁵Cl (75.78%), ³⁷Cl(24.22%)이다. 방사성 동위 원소 중 가장 안정한 것은 ³⁶Cl으로 반감기가 약 30만년이다. 이외의 동위 원소는 모두 1시간 이하이며, 대부분은 1초 이하이다. 가장 반감기가 짧은 것은 ²⁹Cl로 반감기가 20나노초 미만이며, ²⁸Cl의 반감기는 알려져 있지 않다.

염소의 표준 원자량은 35.453(2) u이다.

염소-36

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자연에는 미량(약 7×10⁻¹³)의 ³⁶Cl이 존재한다. 이는 대기 중에서 우주선과 아르곤 원자의 상호작용을 통해 생성되는 것이다. 지표면에서는 주로 ³⁵Cl의 중성자 포획이나 ⁴⁰Ca의 뮤온 포획을 통해 생성된다. 생성된 ³⁶Cl은 ³⁶S (1.9%)이나 ³⁶Ar (98.1%)으로 붕괴한다. 이 밖에 1952년에서 1958년 사이에 행해진 핵실험으로 인해 해수 속 염소가 반응하여 ³⁶Cl이 다량 생성되기도 하였다. 이때 ³⁶Cl의 대기 중 잔존 시간은 약 1주일이었으며, 토양과 지하수에 흔적이 남아 약 50년 전까지 물의 연대를 측정하는 곳에 유용하게 쓰였다. 방사능 연대 측정에서는 6만 년에서 최대 100만 년까지의 연대를 측정하는데 쓰이는 등 지리학에서 그 활용도가 크다.

표

핵종 기호	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기	붕괴 방식[1][n 1]	붕괴 생성물[n 2]	핵 스핀	전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)	자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율)
	들뜬 에너지
28Cl	17	11	28.02851(54)#		p	27S	(1+)#
29Cl	17	12	29.01411(21)#	<20 ns	p	28S	(3/2+)#
30Cl	17	13	30.00477(21)#	<30 ns	p	29S	(3+)#
31Cl	17	14	30.99241(5)	150(25) ms	β+ (99.3%)	31S	3/2+
					β+, p (.7%)	30P
32Cl	17	15	31.985690(7)	298(1) ms	β+ (99.92%)	32S	1+
					β+, α (.054%)	28Si
					β+, p (.026%)	31P
33Cl	17	16	32.9774519(5)	2.511(3) s	β+	33S	3/2+
34Cl	17	17	33.97376282(19)	1.5264(14) s	β+	34S	0+
34mCl	146.36(3) keV			32.00(4) min	β+ (55.4%)	34S	3+
					IT (44.6%)	34Cl
35Cl	17	18	34.96885268(4)	안정			3/2+	0.7576(10)	0.75644-0.75923
36Cl[n 3]	17	19	35.96830698(8)	3.01(2)×105 y	β- (98.1%)	36Ar	2+	미량	약 7×10-13
					ε (1.9%)	36S
37Cl	17	20	36.96590259(5)	안정			3/2+	0.2424(10)	0.24077-0.24356
38Cl	17	21	37.96801043(10)	37.24(5) min	β-	38Ar	2-
38mCl	671.361(8) keV			715(3) ms	IT	38Cl	5-
39Cl	17	22	38.9680082(19)	55.6(2) min	β-	39Ar	3/2+
40Cl	17	23	39.97042(3)	1.35(2) min	β-	40Ar	2-
41Cl	17	24	40.97068(7)	38.4(8) s	β-	41Ar	(1/2+,3/2+)
42Cl	17	25	41.97325(15)	6.8(3) s	β-	42Ar
43Cl	17	26	42.97405(17)	3.07(7) s	β- (>99.9%)	43Ar	3/2+#
					β-, n (<.1%)	42Ar
44Cl	17	27	43.97828(12)	0.56(11) s	β- (92%)	44Ar
					β-, n (8%)	43Ar
45Cl	17	28	44.98029(13)	400(40) ms	β- (76%)	45Ar	3/2+#
					β-, n (24%)	44Ar
46Cl	17	29	45.98421(77)	232(2) ms	β-, n (60%)	45Ar
					β- (40%)	46Ar
47Cl	17	30	46.98871(64)#	101(6) ms	β- (97%)	47Ar	3/2+#
					β-, n (3%)	46Ar
48Cl	17	31	47.99495(75)#	100# ms [>200 ns]	β-	48Ar
49Cl	17	32	49.00032(86)#	50# ms [>200 ns]	β-	49Ar	3/2+#
50Cl	17	33	50.00784(97)#	20# ms	β-	50Ar
51Cl	17	34	51.01449(107)#	2# ms [>200 ns]	β-	51Ar	3/2+#

각주

1. http://www.nucleonica.net/unc.aspx

내용주

1. 약자:
   IT: 이성질핵 전이
2. 굵은 글꼴은 안정 동위 원소
3. 방사능 연대 측정에 사용