자연계에 존재하는 나이오븀의 안정 동위 원소는 1종이며, 93Nb이 100% 존재한다.
인공적으로 만들어진 나이오븀의 동위 원소는 81Nb부터 113Nb까지 합성되었다.
나이오븀-91
반감기는 680년으로 상당히 길지만 원자로의 핵폐기물로 생성되지 않는다.
따라서 입자가속기에서 90Zr, 91Zr에 양성자를 충돌시켜서 얻으며 극미량 생성되기 때문에 실험용으로만 이용되고 있다.
나이오븀-92
92Nb의 반감기는 3470만년이며 태양계 초창기에는 존재했었지만, 현재는 자연계에 존재하지 않는 절멸 핵종으로 이보다 반감기가 긴 244Pu의 반감기는 8000만년으로 자연계에 미량 존재한다.
원자로에서 초극미량 생성되므로 실제로 분리가 불가능하기 때문에, 실험실에서 91Zr, 92Zr에 양성자를 강하게 충돌시켜 합성으로 얻거나 93Nb에 강하게 중성자를 충돌시켜 얻기도 한다.
실험실에서도 초극미량밖에 얻을 수 없기 때문에 실험용으로만 이용되고 있다.
나이오븀-93
93Nb은 자연계에 100% 존재하며 나이오븀 동위 원소들 중 단 하나의 안정 동위 원소로 존재한다.
이론상으로 자발 핵분열을 할 수 있는 가능성이 있는 핵자들 중 가장 가벼운 핵자지만 붕괴되는 모습은 관측되지 않았으며, 이론과는 다르게 실제로는 붕괴하지 않을 것이다.
나이오븀-94
반감기가 2만 300년으로 매우 길지만 원자로에서 생성되지 않기 때문에 실험용으로만 얻고 있다.
93Nb이나 94Zr을 통하여 실험실에서 합성으로 생산하고 있다.
나이오븀-95
반감기가 34.991일이며 원자로에서 대량 생산되지만 반감기가 짧아 금방 몰리브데넘-95로 붕괴한다.
표
핵자
수
|
Z(p)
|
N(n)
|
동위 원소 질량 (u)
|
반감기
|
붕괴
방식[n 1]
|
붕괴 생성
동위 원소[n 2]
|
핵
스핀
|
자연계에 존재하는
동위 원소
범위
(몰 분율)
|
자연계에 존재하는
최대 범위
(몰 분율)
|
| 들뜬 에너지
|
| 81Nb
|
41
|
40
|
80.94903(161)#
|
<44 ns
|
β+, p
|
80Y
|
3/2-#
|
|
|
| p
|
80Zr
|
| β+
|
81Zr
|
| 82Nb
|
41
|
41
|
81.94313(32)#
|
51(5) ms
|
β+
|
82Zr
|
0+
|
|
|
| 83Nb
|
41
|
42
|
82.93671(34)
|
4.1(3) s
|
β+
|
83Zr
|
(5/2+)
|
|
|
| 84Nb
|
41
|
43
|
83.93357(32)#
|
9.8(9) s
|
β+ (>99.9%)
|
84Zr
|
3+
|
|
|
| β+, p (<0.1%)
|
83Y
|
| 84mNb
|
338(10) keV
|
103(19) ns
|
|
|
(5-)
|
|
|
| 85Nb
|
41
|
44
|
84.92791(24)
|
20.9(7) s
|
β+
|
85Zr
|
(9/2+)
|
|
|
| 85mNb
|
759.0(10) keV
|
12(5) s
|
|
|
(1/2-)
|
|
|
| 86Nb
|
41
|
45
|
85.92504(9)
|
88(1) s
|
β+
|
86Zr
|
(6+)
|
|
|
| 86mNb
|
250(160)# keV
|
56(8) s
|
β+
|
86Zr
|
high
|
|
|
| 87Nb
|
41
|
46
|
86.92036(7)
|
3.75(9) min
|
β+
|
87Zr
|
(1/2-)
|
|
|
| 87mNb
|
3.84(14) keV
|
2.6(1) min
|
β+
|
87Zr
|
(9/2+)#
|
|
|
| 88Nb
|
41
|
47
|
87.91833(11)
|
14.55(6) min
|
β+
|
88Zr
|
(8+)
|
|
|
| 88mNb
|
40(140) keV
|
7.8(1) min
|
β+
|
88Zr
|
(4-)
|
|
|
| 89Nb
|
41
|
48
|
88.913418(29)
|
2.03(7) h
|
β+
|
89Zr
|
(9/2+)
|
|
|
| 89mNb
|
0(30)# keV
|
1.10(3) h
|
β+
|
89Zr
|
(1/2)-
|
|
|
| 90Nb
|
41
|
49
|
89.911265(5)
|
14.60(5) h
|
β+
|
90Zr
|
8+
|
|
|
| 90m1Nb
|
122.370(22) keV
|
63(2) µs
|
|
|
6+
|
|
|
| 90m2Nb
|
124.67(25) keV
|
18.81(6) s
|
IT
|
90Nb
|
4-
|
|
|
| 90m3Nb
|
171.10(10) keV
|
<1 µs
|
|
|
7+
|
|
|
| 90m4Nb
|
382.01(25) keV
|
6.19(8) ms
|
|
|
1+
|
|
|
| 90m5Nb
|
1880.21(20) keV
|
472(13) ns
|
|
|
(11-)
|
|
|
| 91Nb
|
41
|
50
|
90.906996(4)
|
680(130) a
|
ε (99.98%)
|
91Zr
|
9/2+
|
|
|
| β+ (0.013%)
|
91Zr
|
| 91m1Nb
|
104.60(5) keV
|
60.86(22) d
|
IT (93%)
|
91Nb
|
1/2-
|
|
|
| ε (7%)
|
91Zr
|
| β+ (0.0028%)
|
91Zr
|
| 91m2Nb
|
2034.35(19) keV
|
3.76(12) µs
|
|
|
(17/2-)
|
|
|
| 92Nb
|
41
|
51
|
91.907194(3)
|
3.47(24)×107 a[n 3]
|
β+ (99.95%)
|
92Zr
|
(7)+
|
|
|
| β- (0.05%)
|
92Mo
|
| 92m1Nb
|
135.5(4) keV
|
10.15(2) d
|
β+
|
92Zr
|
(2)+
|
|
|
| 92m2Nb
|
225.7(4) keV
|
5.9(2) µs
|
|
|
(2)-
|
|
|
| 92m3Nb
|
2203.3(4) keV
|
167(4) ns
|
|
|
(11-)
|
|
|
| 93Nb
|
41
|
52
|
92.9063781(26)
|
안정[n 4]
|
9/2+
|
1.0000
|
|
| 93mNb
|
30.77(2) keV
|
16.13(14) a
|
IT
|
93Nb
|
1/2-
|
|
|
| 94Nb
|
41
|
53
|
93.9072839(26)
|
2.03(16)×104 a
|
β-
|
94Mo
|
(6)+
|
|
|
| 94mNb
|
40.902(12) keV
|
6.263(4) min
|
IT (99.5%)
|
94Nb
|
3+
|
|
|
| β- (0.5%)
|
94Mo
|
| 95Nb
|
41
|
54
|
94.9068358(21)
|
34.991(6) d
|
β-
|
95Mo
|
9/2+
|
|
|
| 95mNb
|
235.690(20) keV
|
3.61(3) d
|
IT (94.4%)
|
95Nb
|
1/2-
|
|
|
| β- (5.6%)
|
95Mo
|
| 96Nb
|
41
|
55
|
95.908101(4)
|
23.35(5) h
|
β-
|
96Mo
|
6+
|
|
|
| 97Nb
|
41
|
56
|
96.9080986(27)
|
72.1(7) min
|
β-
|
97Mo
|
9/2+
|
|
|
| 97mNb
|
743.35(3) keV
|
52.7(18) s
|
IT
|
97Nb
|
1/2-
|
|
|
| 98Nb
|
41
|
57
|
97.910328(6)
|
2.86(6) s
|
β-
|
98Mo
|
1+
|
|
|
| 98mNb
|
84(4) keV
|
51.3(4) min
|
β- (99.9%)
|
98Mo
|
(5+)
|
|
|
| IT (0.1%)
|
98Nb
|
| 99Nb
|
41
|
58
|
98.911618(14)
|
15.0(2) s
|
β-
|
99Mo
|
9/2+
|
|
|
| 99mNb
|
365.29(14) keV
|
2.6(2) min
|
β- (96.2%)
|
99Mo
|
1/2-
|
|
|
| IT (3.8%)
|
99Nb
|
| 100Nb
|
41
|
59
|
99.914182(28)
|
1.5(2) s
|
β-
|
100Mo
|
1+
|
|
|
| 100mNb
|
470(40) keV
|
2.99(11) s
|
β-
|
100Mo
|
(4+,5+)
|
|
|
| 101Nb
|
41
|
60
|
100.915252(20)
|
7.1(3) s
|
β-
|
101Mo
|
(5/2#)+
|
|
|
| 102Nb
|
41
|
61
|
101.91804(4)
|
1.3(2) s
|
β-
|
102Mo
|
1+
|
|
|
| 102mNb
|
130(50) keV
|
4.3(4) s
|
β-
|
102Mo
|
high
|
|
|
| 103Nb
|
41
|
62
|
102.91914(7)
|
1.5(2) s
|
β-
|
103Mo
|
(5/2+)
|
|
|
| 104Nb
|
41
|
63
|
103.92246(11)
|
4.9(3) s
|
β- (99.94%)
|
104Mo
|
(1+)
|
|
|
| β-, n (0.06%)
|
103Mo
|
| 104mNb
|
220(120) keV
|
940(40) ms
|
β- (99.95%)
|
104Mo
|
high
|
|
|
| β-, n (0.05%)
|
103Mo
|
| 105Nb
|
41
|
64
|
104.92394(11)
|
2.95(6) s
|
β- (98.3%)
|
105Mo
|
(5/2+)#
|
|
|
| β-, n (1.7%)
|
104Mo
|
| 106Nb
|
41
|
65
|
105.92797(21)#
|
920(40) ms
|
β- (95.5%)
|
106Mo
|
2+#
|
|
|
| β-, n (4.5%)
|
105Mo
|
| 107Nb
|
41
|
66
|
106.93031(43)#
|
300(9) ms
|
β- (94%)
|
107Mo
|
5/2+#
|
|
|
| β-, n (6%)
|
106Mo
|
| 108Nb
|
41
|
67
|
107.93484(32)#
|
0.193(17) s
|
β- (93.8%)
|
108Mo
|
(2+)
|
|
|
| β-, n (6.2%)
|
107Mo
|
| 109Nb
|
41
|
68
|
108.93763(54)#
|
190(30) ms
|
β- (69%)
|
109Mo
|
5/2+#
|
|
|
| β-, n (69%)
|
108Mo
|
| 110Nb
|
41
|
69
|
109.94244(54)#
|
170(20) ms
|
β- (60%)
|
110Mo
|
2+#
|
|
|
| β-, n (40%)
|
109Mo
|
| 111Nb
|
41
|
70
|
110.94565(54)#
|
80# ms [>300 ns]
|
|
|
5/2+#
|
|
|
| 112Nb
|
41
|
71
|
111.95083(75)#
|
60# ms [>300 ns]
|
|
|
2+#
|
|
|
| 113Nb
|
41
|
72
|
112.95470(86)#
|
30# ms [>300 ns]
|
|
|
5/2+#
|
|
|
- ↑ 약어:
IT: 이성질핵 전이
- ↑ 안정 동위 원소는 굵은체로 표기, 안정에 가까운 동위 원소의 반감기는 굵은 흘림체로 표기(우주의 나이보다 반감기가 긴 경우)
- ↑ 태양계 초창기에는 존재했었지만, 현재는 존재하지 않는 방사성 핵자들 중 가장 반감기가 길다.
- ↑ 이론상으로 자발 핵분열을 할 수 있는 핵자들 중 가장 가볍다.
