Изотопы фтора

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Изото́пы фто́ра — разновидности атомовядер) химического элемента фтора, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Единственным стабильным нуклидом фтора является 19F, его природная изотопная распространённость равна 100 %[1]. Таким образом, фтор — моноизотопный элемент.

Нуклид 18F является источником позитронов. Используется для нужд ядерной медицины в качестве маркирующей частицы (метки) радиофармпрепарата фтордезоксиглюкоза (18Ф-ФДГ), необходимого для проведения ПЭТ-исследований. Его медицинская популярность обоснована относительно коротким (практически безвредным для пациента) периодом полураспада и стабильной эмиссией позитронов в период затухания, необходимой для получения чёткого изображения. Активность одного грамма этого нуклида составляет 3,52·1018 Бк, энергия позитронов 633,4 кэВ (интенсивность 96,73 %)[2], энергия гамма-квантов, образующихся при аннигиляции позитрона и электрона — 511 кэВ.

Для получения 18F используется циклический ускоритель типа медицинский циклотрон, реже линейный ускоритель типа LineAc (это связано с эксплуатационными недостатками устройства). Мишенью обычно является чистая или обогащённая 18O-вода (молекулы которой содержат 18O), которая подвергается протонной бомбардировке.

Радиоактивные свойства[править | править вики-текст]

Радиоактивные свойства некоторых изотопов фтора представлены в таблице:

Массовое число Реакция получения[3] Период полураспада[1] Тип распада
17 9Be(14N,6He); 14N(14N,11B); 14N(α,n); 16O(d,n); 16O(p,γ), 16O(14N,13C); 19F(γ,2n) 64,49 с β+
18 9Be(14N,5He); 14N(14N,10B); 16O(α,pn); 18O(p,n); 19F(n,2n); 19F(d,T) 109,771 мин β+
20 19F(d,p); 19F(n,γ); 23Na(n,α) 11,163 с β, γ
21 F(T,p) 4,158 с β, γ

Таблица изотопов фтора[править | править вики-текст]

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[4]
(а. е. м.)
Избыток массы[4]
(кэВ)
Период
полураспада
[1]
(T1/2)
Спин и чётность
ядра[1]
Распространённость
изотопа в природе
[1]
(%)
Энергия возбуждения (кэВ)
14F 9 5 14,035060(430)# 32660(400)# 2#
15F 9 6 15,018010(140) 16780(130) 410(60) ис (1/2+)
16F 9 7 16,011466(9) 10680(8) 11(6) зс 0
17F 9 8 17,00209524(27) 1951,70(25) 64.49(16) с 5/2+
18F 9 9 18,0009380(6) 873,7(5) 109,771(20) мин 1+
18Fm 1121,36(15)[1] 1995,1(5) 234 нс 5+
19F 9 10 18,99840322(7) −1487,39(7) Стабильный 1/2+ 100
20F 9 11 19,99998132(8) −17,40(8) 11,163(8) с 2+
21F 9 12 20,9999490(19) −47,6(18) 4,158(20) с 5/2+
22F 9 13 22,002999(13) 2793(12) 4,23(4) с 4+,(3+)
23F 9 14 23,003570(90) 3330(80) 2,23(14) с (3/2,5/2)+
24F 9 15 24.008120(80) 7560(70) 400(50) мс (1,2,3)+
25F 9 16 25,012100(110) 11270(100) 50(6) мс 5/2+#
26F 9 17 26,019620(180) 18270(170) 10,2(14) мс 1+
27F 9 18 27,026760(400) 24930(380) 4,9(2) мс 5/2+#
28F 9 19 28,035670(550)# 33230(510)# < 40 нс
29F 9 20 29,043260(620)# 40300(580)# 2,6(3) мс 5/2+#
30F 9 21 30,052500(640)# 48900(600)# < 260 нс
31F 9 22 31,060430(640)# 56290(600)# 1# мс [погрешность > 260 нс] 5/2+#

Пояснения к таблице[править | править вики-текст]

  • Распространённость изотопов приведена для земной атмосферы. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • 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 его 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.

Литература[править | править вики-текст]

  • Николаев Н.С., Суворова С.Н., Гурович Е.И., Пека И., Корчемная Е.К., Аналитическая химия фтора. — М.: Наука, 1970. — 196 с. — (Аналитическая химия элементов). — 2750 экз.
  • Fowler J. S. and Wolf A. P. (1982) The synthesis of carbon-11, fluorine-18 and nitrogen-13 labeled radiotracers for biomedical applications. Nucl. Sci. Ser. Natl Acad. Sci. Natl Res. Council Monogr. 1982.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 6 Данные приведены по G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  2. Данные по 18F из Nuclear Data Services (International Atomic Energy Agency) (англ.)
  3. Николаев Н.С., Суворова С.Н., Гурович Е.И., Пека И., Корчемная Е.К., Аналитическая химия фтора. — М.: Наука, 1970. — 196 с. — (Аналитическая химия элементов). — 2750 экз.
  4. 1 2 Данные приведены по G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.


Изотопы кислорода • Периодическая таблица по изотопам элементов • Изотопы неона