저마늄 동위 원소

저마늄 또는 게르마늄은 자연에서 5가지의 안정 동위 원소(⁷⁰Ge, ⁷²Ge, ⁷³Ge, ⁷⁴Ge, ⁷⁶Ge)로 구성되어 있다. 이들 중 ⁷⁶Ge은 천연 동위 원소 중 가장 존재비율이 적은(약 7%) 동위 원소이자^[1] 약한 방사능을 띠는 동위 원소로, 1.78×10²¹년(우주 나이의 약 1300억 배)의 반감기를 거쳐 이중 베타 붕괴를 한다.^[2] 안정 동위 원소인 ⁷⁴Ge는 가장 흔한 저마늄 동위 원소로, 전체의 약 36%를 차지한다. 이 밖에 원자량 58~89 사이에 최소 27가지의 인공 방사성 동위 원소가 발견되었으며, 이들 중 가장 안정한 것은 전자 포획을 통해 붕괴하는 ⁶⁸Ge(반감기 270.95일)이다. 붕괴 산물은 의학적인 용도로 많이 사용되는 ⁶⁸Ga로, 양전자를 방출한다. 대부분의 저마늄 방사성 동위 원소는 베타 붕괴한다.

저마늄의 표준 원자량은 72.630(8)u이다.

표

핵종 기호	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기[n 1]	붕괴 방식[3][n 2]	붕괴 생성물[n 3]	핵 스핀	전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)	자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율)
	들뜬 에너지
58Ge	32	26	57.99101(34)#		2p	56Zn	0+
59Ge	32	27	58.98175(30)#		2p	57Zn	7/2-#
60Ge	32	28	59.97019(25)#	30# ms	β+	60Ga	0+
					2p	58Zn
61Ge	32	29	60.96379(32)#	39(12) ms	β+, p (80%)	60Zn	(3/2-)#
					β+ (20%)	61Ga
62Ge	32	30	61.95465(15)#	129(35) ms	β+	62Ga	0+
63Ge	32	31	62.94964(21)#	142(8) ms	β+	63Ga	(3/2-)#
64Ge	32	32	63.94165(3)	63.7(25) s	β+	64Ga	0+
65Ge	32	33	64.93944(11)	30.9(5) s	β+ (99.99%)	65Ga	(3/2)-
					β+, p (.01%)	64Zn
66Ge	32	34	65.93384(3)	2.26(5) h	β+	66Ga	0+
67Ge	32	35	66.932734(5)	18.9(3) min	β+	67Ga	1/2-
67m1Ge	18.20(5) keV			13.7(9) µs			5/2-
67m2Ge	751.70(6) keV			110.9(14) ns			9/2+
68Ge[n 4]	32	36	67.928094(7)	270.95(16) d	ε	68Ga	0+
69Ge	32	37	68.9279645(14)	39.05(10) h	β+	69Ga	5/2-
69m1Ge	86.765(14) keV			5.1(2) µs			1/2-
69m2Ge	397.944(18) keV			2.81(5) µs			9/2+
70Ge	32	38	69.9242474(11)	안정			0+	0.2038(18)
71Ge	32	39	70.9249510(11)	11.43(3) d	ε	71Ga	1/2-
71mGe	198.367(10) keV			20.40(17) ms	IT	71Ge	9/2+
72Ge	32	40	71.9220758(18)	안정			0+	0.2731(26)
72mGe	691.43(4) keV			444.2(8) ns			0+
73Ge	32	41	72.9234589(18)	안정			9/2+	0.0776(8)
73m1Ge	13.2845(15) keV			2.92(3) µs			5/2+
73m2Ge	66.726(9) keV			499(11) ms			1/2-
74Ge	32	42	73.9211778(18)	안정			0+	0.3672(15)
75Ge	32	43	74.9228589(18)	82.78(4) min	β-	75As	1/2-
75m1Ge	139.69(3) keV			47.7(5) s	IT (99.97%)	75Ge	7/2+
					β-	75As
75m2Ge	192.18(7) keV			216(5) ns			5/2+
76Ge[n 5]	32	44	75.9214026(18)	1.78(8)×1021 a	β-β-	76Se	0+	0.0783(7)
77Ge	32	45	76.9235486(18)	11.30(1) h	β-	77As	7/2+
77mGe	159.70(10) keV			52.9(6) s	β- (79%)	77As	1/2-
					IT (21%)	77Ge
78Ge	32	46	77.922853(4)	88(1) min	β-	78As	0+
79Ge	32	47	78.9254(1)	18.98(3) s	β-	79As	(1/2)-
79mGe	185.95(4) keV			39.0(10) s	β- (96%)	79As	(7/2+)#
					IT (4%)	79Ge
80Ge	32	48	79.92537(3)	29.5(4) s	β-	80As	0+
81Ge	32	49	80.92882(13)	7.6(6) s	β-	81As	9/2+#
81mGe	679.13(4) keV			7.6(6) s	β- (99%)	81As	(1/2+)
					IT (1%)	81Ge
82Ge	32	50	81.92955(26)	4.55(5) s	β-	82As	0+
83Ge	32	51	82.93462(21)#	1.85(6) s	β-	83As	(5/2+)#
84Ge	32	52	83.93747(32)#	0.947(11) s	β- (89.2%)	84As	0+
					β-, n (10.8%)	83As
85Ge	32	53	84.94303(43)#	535(47) ms	β- (86%)	85As	5/2+#
					β-, n (14%)	84As
86Ge	32	54	85.94649(54)#	>150 ns	β-, n	85As	0+
					β-	86As
87Ge	32	55	86.95251(54)#	0.14# s			5/2+#
88Ge	32	56	87.95691(75)#	>=300 ns			0+
89Ge	32	57	88.96383(97)#	>150 ns			3/2+#

각주

1. G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). “The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties” (PDF). 《Nuclear Physics A》 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 2008년 9월 23일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2008년 9월 23일에 확인함. CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
2. A. M. Bakalyarov, A. Ya. Balysh, S. T. Belyaev, V. I. Lebedev, S. V. Zhukov (2003). “Results of the experiment on investigation of Germanium-76 double beta decay”. 《Phys.Part.Nucl.Lett.  ; Pisma Fiz.Elem.Chast.Atom.Yadra 1-8》 2 (2): 77–81. arXiv:hep-ex/0309016. Bibcode:2003hep.ex....9016B. CS1 관리 - 여러 이름 (링크)
3. http://www.nucleonica.net/unc.aspx

내용주

1. 굵은 글꼴은 반감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)
2. 약자:
   IT: 이성질핵 전이
3. 굵은 글꼴은 안정 동위 원소
4. ⁶⁸Ga의 제조에 이용
5. 원시 방사성 핵종