Изотопы титана

Изотопы титана — разновидности химического элемента титана, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы титана с массовыми числами от 38 до 63 (количество протонов 22, нейтронов от 16 до 41), и 2 ядерных изомера.

Природный титан является смесью пяти стабильных изотопов:

• ⁴⁶Ti (изотопная распространенность 7,95 %)
• ⁴⁷Ti (изотопная распространенность 7,75 %)
• ⁴⁸Ti (изотопная распространенность 73,45 %)
• ⁴⁹Ti (изотопная распространенность 5,51 %)
• ⁵⁰Ti (изотопная распространенность 5,34 %).

Среди искусственных изотопов самые долгоживущие ⁴⁴Ti (период полураспада 60 лет) и ⁴⁵Ti (период полураспада 184 минуты).

Титан-44

Период полураспада 60 лет. Титан-44 является родительским изотопом для применяемого в медицинской диагностике скандия-44. Скандий-44 слишком короткоживущий изотоп для логистики от ядерных центров к медучреждениям (период полураспада 4 часа). Потому в медучреждения передаются специальные мобильные изотопные генераторы, заправленные титаном-44. По мере распада ⁴⁴Ti наработанный скандий-44 вымывается из генератора химическими методами.^[1]

Таблица изотопов титана

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[2] (а. е. м.)	Период полураспада[3] (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[3]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
	Энергия возбуждения
38Ti	22	16	38,00977(27)#	<120 нс	2p	36Ca	0+
39Ti	22	17	39,00161(22)#	31(4) мс [31(+6-4) мс]	β+, p (85%)	38Ca	3/2+#
					β+ (15%)	39Sc
					β+, 2p (<0,1%)	37K
40Ti	22	18	39,99050(17)	53,3(15) мс	β+ (56,99%)	40Sc	0+
					β+, p (43,01%)	39Ca
41Ti	22	19	40,98315(11)#	80,4(9) мс	β+, p (>99,9%)	40Ca	3/2+
					β+ (<0,1%)	41Sc
42Ti	22	20	41,973031(6)	199(6) мс	β+	42Sc	0+
43Ti	22	21	42,968522(7)	509(5) мс	β+	43Sc	7/2−
43m1Ti	313,0(10) кэВ			12,6(6) мкс			(3/2+)
43m2Ti	3066,4(10) кэВ			560(6) нс			(19/2−)
44Ti	22	22	43,9596901(8)	60,0(11) лет	ЭЗ	44Sc	0+
45Ti	22	23	44,9581256(11)	184,8(5) мин	β+	45Sc	7/2−
46Ti	22	24	45,9526316(9)	стабилен			0+	0,0825(3)
47Ti	22	25	46,9517631(9)	стабилен			5/2−	0,0744(2)
48Ti	22	26	47,9479463(9)	стабилен			0+	0,7372(3)
49Ti	22	27	48,9478700(9)	стабилен			7/2−	0,0541(2)
50Ti	22	28	49,9447912(9)	стабилен			0+	0,0518(2)
51Ti	22	29	50,946615(1)	5,76(1) мин	β−	51V	3/2−
52Ti	22	30	51,946897(8)	1,7(1) мин	β−	52V	0+
53Ti	22	31	52,94973(11)	32,7(9) с	β−	53V	(3/2)−
54Ti	22	32	53,95105(13)	1,5(4) с	β−	54V	0+
55Ti	22	33	54,95527(16)	490(90) мс	β−	55V	3/2−#
56Ti	22	34	55,95820(21)	164(24) мс	β− (>99,9%)	56V	0+
					β−, n (<0,1%)	55V
57Ti	22	35	56,96399(49)	60(16) мс	β− (>99,9%)	57V	5/2−#
					β−, n (<0,1%)	56V
58Ti	22	36	57,96697(75)#	54(7) мс	β−	58V	0+
59Ti	22	37	58,97293(75)#	30(3) мс	β−	59V	(5/2−)#
60Ti	22	38	59,97676(86)#	22(2) мс	β−	60V	0+
61Ti	22	39	60,98320(97)#	10# мс [>300 нс]	β−	61V	1/2−#
					β−, n	60V
62Ti	22	40	61,98749(97)#	10# мс			0+
63Ti	22	41	62,99442(107)#	3# мс			1/2−#

Пояснения к таблице

• Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.

• Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

• Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.

• Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

• Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

1. Титан-44  (неопр.). Дата обращения: 14 июля 2019. Архивировано 10 августа 2020 года.
2. Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
3. Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.