칼슘 동위 원소

칼슘 동위 원소는 칼슘의 동위원소이다. 질량수가 40, 41, 42, 43, 44, 46, 48인 7개의 동위원소가 자연계에서 발견되고 있다. 칼슘-40과 칼슘-48은 이중 마법수를 가지고 있다.

개요

칼슘 동위 원소는 인공적으로 합성된 것까지 ³⁴Ca부터 ⁵⁷Ca까지 있다. 이 중에서 6개의 동위 원소가 자연계에 존재하며 5개의 안정 동위 원소인 ⁴⁰Ca, ⁴²Ca, ⁴³Ca, ⁴⁴Ca, ⁴⁶Ca과 방사성 붕괴를 하는 ⁴⁸Ca이 존재한다. ⁴⁰Ca은 β⁺β⁺붕괴를 통해 ⁴⁰Ar으로 ⁴⁶Ca은 β^-β^-붕괴를 통해 ⁴⁶Ti으로 붕괴할 것으로 예측되나 아직 붕괴되는 모습이 관측되지 않았다. ⁴⁰Ca과 ⁴⁶Ca은 예측과는 다르게 다른 안정 동위 원소들처럼 영원히 존재할 수도 있다.

⁴¹Ca은 반감기가 10만 2700년으로 ⁴¹K으로 붕괴한다.

표

핵종 기호	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기[n 1]	붕괴 방식[1]	붕괴 생성물[n 2]	핵 스핀	자연계 존재비	자연계에 존재하는 최대 범위
34Ca	20	14	34.01412(32)#	<35 ns	p	33K	0+
35Ca	20	15	35.00494(21)#	25.7(2) ms	β+ (>99.9%)	35K	1/2+#
					β+, p (<.1%)	34Ar
36Ca	20	16	35.99309(4)	102(2) ms	β+, p (56.8%)	35Ar	0+
					β+ (43.2%)	36K
37Ca	20	17	36.985870(24)	181.1(10) ms	β+, p (74.5%)	36Ar	(3/2+)
					β+ (25.5%)	36K
38Ca	20	18	37.976318(5)	440(8) ms	β+	38K	0+
39Ca	20	19	38.9707197(20)	859.6(14) ms	β+	39K	3/2+
40Ca[n 3]	20	20	39.96259098(22)	관측상 안정[n 4]			0+	0.96941(156)	0.96933-0.96947
41Ca	20	21	40.96227806(26)	1.02(7)×105 a	ε	41K	7/2-	미량[n 5]
42Ca	20	22	41.95861801(27)	안정			0+	0.00647(23)	0.00646-0.00648
43Ca	20	23	42.9587666(3)	안정			7/2-	0.00135(10)	0.00135-0.00135
44Ca	20	24	43.9554818(4)	안정			0+	0.02086(110)	0.02082-0.02092
45Ca	20	25	44.9561866(4)	162.67(25) d	β-	45Sc	7/2-
46Ca	20	26	45.9536926(24)	관측상 안정[n 6]			0+	4(3)×10−5	4×10−5-4×10−5
47Ca	20	27	46.9545460(24)	4.536(3) d	β-	47Sc	7/2-
48Ca[n 7]	20	28	47.952534(4)	4.3(38)×1019 a	β-β-[n 8]	48Ti	0+	0.00187(21)	0.00186-0.00188
49Ca	20	29	48.955674(4)	8.718(6) m	β-	49Sc	3/2-
50Ca	20	30	49.957519(10)	13.9(6) s	β-	50Sc	0+
51Ca	20	31	50.9615(1)	10.0(8) s	β- (>99.9%)	51Sc	(3/2-)#
					β-, n (<.1%)	50Sc
52Ca	20	32	51.96510(75)	4.6(3) s	β- (98%)	52Sc	0+
					β-, n (2%)	51Sc
53Ca	20	33	52.97005(54)#	90(15) ms	β- (70%)	53Sc	3/2-#
					β-, n (30%)	52Sc
54Ca	20	34	53.97435(75)#	50# ms [>300 ns]	β-, n	53Sc	0+
					β-	54Sc
55Ca	20	35	54.98055(75)#	30# ms [>300 ns]	β-	55Sc	5/2-#
56Ca	20	36	55.98557(97)#	10# ms [>300 ns]	β-	56Sc	0+
57Ca	20	37	56.99236(107)#	5# ms	β-	57Sc	5/2-#
					β-, n	56Sc

1. 우주의 나이보다 긴 반감기를 가진 동위원소는 굵은 글씨로 표시함. (안정에 가까움)
2. 안정 동위 원소는 굵은 글씨로 표시함.
3. 양성자와 중성자의 개수가 동일한 가장 무거운 안정 동위 원소이다.
4. ⁴⁰Ar으로 β⁺β⁺붕괴할 것으로 예측되며 3.8 ×10²²⁰⁰ 년보다 긴 반감기를 가졌을 것으로 예측된다.
5. 우주선 생성 동위 원소
6. ⁴⁶Ti으로 β^-β^-붕괴할 것으로 예측되며 7.1×10²³ 년보다 긴 반감기를 가졌을 것으로 예측된다.
7. 태양계 초창기부터 존재해 왔었던 방사성 핵종.
8. ⁴⁸Ti으로 β^-β^-붕괴한다는 것이 확인되었다.

각주

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