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자연계에 존재하는 납 동위 원소는 9종이 있다. 이중 4종이 안정 동위 원소이다. ²⁰⁴Pb와 ²⁰⁸Pb는 알파 붕괴를 통해 수은의 안정 동위 원소로 붕괴될 것으로 예상되나, 아직 붕괴되는 모습은 관찰되지 않았다. 이 둘은 어쩌면 안정 동위 원소들처럼 붕괴하지 않을 수도 있다.

²⁰⁴Pb는 태양계 초기부터 그대로 존재해왔던 동위 원소이다. 이는 ²⁰⁴Pb가 우라늄이나 토륨 등 무거운 방사성 원소의 붕괴로부터 생성된 것이 아닌 처음부터 그대로 존재해 온 원소라는 것을 뜻한다. ²⁰⁶Pb는 붕괴 계열 중 우라늄 계열이며, ²⁰⁷Pb은 악티늄 시리즈, ²⁰⁸Pb은 토륨 계열의 최종 붕괴 생성물이다.

인공적으로 만들어진 납 동위 원소는 ¹⁷⁸Pb부터 ²¹⁵Pb까지 있다. 이들 중 ²⁰⁵Pb은 반감기가 1530만년으로 태양계 초기에는 존재했었지만, 현재는 자연계에는 존재하지 않으며 ²⁰⁵Tl으로 붕괴한다. ²⁰⁹Pb는 ²²³Ra의 뭉치 붕괴의 생성물이며 자연계에 극미량 존재한다. 핵자 수 210, 211, 212, 214는 붕괴 사슬의 중간 동위 원소로써 자연계에 미량 존재한다.

납은 자연계에 존재하는 안정 원소들 중 가장 무거운 원소이다. (납보다 무거운 비스무트도 반감기가 매우 길어 안정 원소로 취급한다.)

표

핵종 기호	과거 명칭	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기	붕괴 방식^[1]^{[n 1]}	붕괴 생성물^{[n 2]}	핵 스핀	전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)	자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율)
핵종 기호	과거 명칭	들뜬 에너지			반감기	붕괴 방식^[1]^{[n 1]}	붕괴 생성물^{[n 2]}	핵 스핀	전형적 동위 원소 구성비 (몰 분율)	자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율)
¹⁷⁸Pb		82	96	178.003830(26)	0.23(15) ms			0+
¹⁷⁹Pb		82	97	179.00215(21)#	3# ms			5/2-#
¹⁸⁰Pb		82	98	179.997918(22)	4.5(11) ms			0+
¹⁸¹Pb		82	99	180.99662(10)	45(20) ms	α (98%)	¹⁷⁷Hg	5/2-#
¹⁸¹Pb		82	99	180.99662(10)	45(20) ms	β⁺ (2%)	¹⁸¹Tl	5/2-#
¹⁸²Pb		82	100	181.992672(15)	60(40) ms [55(+40-35) ms]	α (98%)	¹⁷⁸Hg	0+
¹⁸²Pb		82	100	181.992672(15)	60(40) ms [55(+40-35) ms]	β⁺ (2%)	¹⁸²Tl	0+
¹⁸³Pb		82	101	182.99187(3)	535(30) ms	α (94%)	¹⁷⁹Hg	(3/2-)
¹⁸³Pb		82	101	182.99187(3)	535(30) ms	β⁺ (6%)	¹⁸³Tl	(3/2-)
^183mPb		94(8) keV			415(20) ms	α	¹⁷⁹Hg	(13/2+)
^183mPb		94(8) keV			415(20) ms	β⁺ (드묾)	¹⁸³Tl	(13/2+)
¹⁸⁴Pb		82	102	183.988142(15)	490(25) ms	α	¹⁸⁰Hg	0+
¹⁸⁴Pb		82	102	183.988142(15)	490(25) ms	β⁺ (드묾)	¹⁸⁴Tl	0+
¹⁸⁵Pb		82	103	184.987610(17)	6.3(4) s	α	¹⁸¹Hg	3/2-
¹⁸⁵Pb		82	103	184.987610(17)	6.3(4) s	β⁺ (드묾)	¹⁸⁵Tl	3/2-
^185mPb		60(40)# keV			4.07(15) s	α	¹⁸¹Hg	13/2+
^185mPb		60(40)# keV			4.07(15) s	β⁺ (드묾)	¹⁸⁵Tl	13/2+
¹⁸⁶Pb		82	104	185.984239(12)	4.82(3) s	α (56%)	¹⁸²Hg	0+
¹⁸⁶Pb		82	104	185.984239(12)	4.82(3) s	β⁺ (44%)	¹⁸⁶Tl	0+
¹⁸⁷Pb		82	105	186.983918(9)	15.2(3) s	β⁺	¹⁸⁷Tl	(3/2-)
¹⁸⁷Pb		82	105	186.983918(9)	15.2(3) s	α	¹⁸³Hg	(3/2-)
^187mPb		11(11) keV			18.3(3) s	β⁺ (98%)	¹⁸⁷Tl	(13/2+)
^187mPb		11(11) keV			18.3(3) s	α (2%)	¹⁸³Hg	(13/2+)
¹⁸⁸Pb		82	106	187.980874(11)	25.5(1) s	β⁺ (91.5%)	¹⁸⁸Tl	0+
¹⁸⁸Pb		82	106	187.980874(11)	25.5(1) s	α (8.5%)	¹⁸⁴Hg	0+
^188m1Pb		2578.2(7) keV			830(210) ns			(8-)
^188m2Pb		2800(50) keV			797(21) ns
¹⁸⁹Pb		82	107	188.98081(4)	51(3) s	β⁺	¹⁸⁹Tl	(3/2-)
^189mPb		40(30)# keV			1# min	β⁺ (99.6%)	¹⁸⁹Tl	(13/2+)
^189mPb		40(30)# keV			1# min	α (0.4%)	¹⁸⁵Hg	(13/2+)
¹⁹⁰Pb		82	108	189.978082(13)	71(1) s	β⁺ (99.1%)	¹⁹⁰Tl	0+
¹⁹⁰Pb		82	108	189.978082(13)	71(1) s	α (0.9%)	¹⁸⁶Hg	0+
^190m1Pb		2614.8(8) keV			150 ns			(10)+
^190m2Pb		2618(20) keV			25 µs			(12+)
^190m3Pb		2658.2(8) keV			7.2(6) µs			(11)-
¹⁹¹Pb		82	109	190.97827(4)	1.33(8) min	β⁺ (99.987%)	¹⁹¹Tl	(3/2-)
¹⁹¹Pb		82	109	190.97827(4)	1.33(8) min	α (0.013%)	¹⁸⁷Hg	(3/2-)
^191mPb		20(50) keV			2.18(8) min	β⁺ (99.98%)	¹⁹¹Tl	13/2(+)
^191mPb		20(50) keV			2.18(8) min	α (0.02%)	¹⁸⁷Hg	13/2(+)
¹⁹²Pb		82	110	191.975785(14)	3.5(1) min	β⁺ (99.99%)	¹⁹²Tl	0+
¹⁹²Pb		82	110	191.975785(14)	3.5(1) min	α (0.0061%)	¹⁸⁸Hg	0+
^192m1Pb		2581.1(1) keV			164(7) ns			(10)+
^192m2Pb		2625.1(11) keV			1.1(5) µs			(12+)
^192m3Pb		2743.5(4) keV			756(21) ns			(11)-
¹⁹³Pb		82	111	192.97617(5)	5# min	β⁺	¹⁹³Tl	(3/2-)
^193m1Pb		130(80)# keV			5.8(2) min	β⁺	¹⁹³Tl	13/2(+)
^193m2Pb		2612.5(5)+X keV			135(+25-15) ns			(33/2+)
¹⁹⁴Pb		82	112	193.974012(19)	12.0(5) min	β⁺ (100%)	¹⁹⁴Tl	0+
¹⁹⁴Pb		82	112	193.974012(19)	12.0(5) min	α (7.3×10⁻⁶%)	¹⁹⁰Hg	0+
¹⁹⁵Pb		82	113	194.974542(25)	~15 min	β⁺	¹⁹⁵Tl	3/2#-
^195m1Pb		202.9(7) keV			15.0(12) min	β⁺	¹⁹⁵Tl	13/2+
^195m2Pb		1759.0(7) keV			10.0(7) µs			21/2-
¹⁹⁶Pb		82	114	195.972774(15)	37(3) min	β⁺	¹⁹⁶Tl	0+
¹⁹⁶Pb		82	114	195.972774(15)	37(3) min	α (3×10⁻⁵%)	¹⁹²Hg	0+
^196m1Pb		1049.20(9) keV			<100 ns			2+
^196m2Pb		1738.27(12) keV			<1 µs			4+
^196m3Pb		1797.51(14) keV			140(14) ns			5-
^196m4Pb		2693.5(5) keV			270(4) ns			(12+)
¹⁹⁷Pb		82	115	196.973431(6)	8.1(17) min	β⁺	¹⁹⁷Tl	3/2-
^197m1Pb		319.31(11) keV			42.9(9) min	β⁺ (81%)	¹⁹⁷Tl	13/2+
						IT (19%)	¹⁹⁷Pb
						α (3×10⁻⁴%)	¹⁹³Hg
^197m2Pb		1914.10(25) keV			1.15(20) µs			21/2-
¹⁹⁸Pb		82	116	197.972034(16)	2.4(1) h	β⁺	¹⁹⁸Tl	0+
^198m1Pb		2141.4(4) keV			4.19(10) µs			(7)-
^198m2Pb		2231.4(5) keV			137(10) ns			(9)-
^198m3Pb		2820.5(7) keV			212(4) ns			(12)+
¹⁹⁹Pb		82	117	198.972917(28)	90(10) min	β⁺	¹⁹⁹Tl	3/2-
^199m1Pb		429.5(27) keV			12.2(3) min	IT (93%)	¹⁹⁹Pb	(13/2+)
^199m1Pb		429.5(27) keV			12.2(3) min	β⁺ (7%)	¹⁹⁹Tl	(13/2+)
^199m2Pb		2563.8(27) keV			10.1(2) µs			(29/2-)
²⁰⁰Pb		82	118	199.971827(12)	21.5(4) h	β⁺	²⁰⁰Tl	0+
²⁰¹Pb		82	119	200.972885(24)	9.33(3) h	ε (99%)	²⁰¹Pb	5/2-
²⁰¹Pb		82	119	200.972885(24)	9.33(3) h	β⁺ (1%)	²⁰¹Tl	5/2-
^201m1Pb		629.14(17) keV			61(2) s			13/2+
^201m2Pb		2718.5+X keV			508(5) ns			(29/2-)
²⁰²Pb		82	120	201.972159(9)	52.5(28)×10³ a	ε (99%)	²⁰²Tl	0+
²⁰²Pb		82	120	201.972159(9)	52.5(28)×10³ a	α (1%)	¹⁹⁸Hg	0+
^202m1Pb		2169.83(7) keV			3.53(1) h	IT (90.5%)	²⁰²Pb	9-
^202m1Pb		2169.83(7) keV			3.53(1) h	ε (9.5%)	²⁰²Tl	9-
^202m2Pb		4142.9(11) keV			110(5) ns			(16+)
^202m3Pb		5345.9(13) keV			107(5) ns			(19-)
²⁰³Pb		82	121	202.973391(7)	51.873(9) h	ε	²⁰³Tl	5/2-
^203m1Pb		825.20(9) keV			6.21(8) s	IT	²⁰³Pb	13/2+
^203m2Pb		2949.47(22) keV			480(7) ms			29/2-
^203m3Pb		2923.4+X keV			122(4) ns			(25/2-)
²⁰⁴Pb^{[n 3]}		82	122	203.9730436(13)	관측상 안정^{[n 4]}			0+	0.014(1)	0.0104-0.0165
^204m1Pb		1274.00(4) keV			265(10) ns			4+
^204m2Pb		2185.79(5) keV			67.2(3) min			9-
^204m3Pb		2264.33(4) keV			0.45(+10-3) µs			7-
²⁰⁵Pb		82	123	204.9744818(13)	15.3(7)×10⁶ a	ε	²⁰⁵Tl	5/2-
^205m1Pb		2.329(7) keV			24.2(4) µs			1/2-
^205m2Pb		1013.839(13) keV			5.55(2) ms			13/2+
^205m3Pb		3195.7(5) keV			217(5) ns			25/2-
²⁰⁶Pb^{[n 3]}^{[n 5]}	라듐 G	82	124	205.9744653(13)	관측상 안정^{[n 6]}			0+	0.241(1)	0.2084-0.2748
^206m1Pb		2200.14(4) keV			125(2) µs			7-
^206m2Pb		4027.3(7) keV			202(3) ns			12+
²⁰⁷Pb^{[n 3]}^{[n 7]}	악티늄 D	82	125	206.9758969(13)	관측상 안정^{[n 8]}			1/2-	0.221(1)	0.1762-0.2365
^207mPb		1633.368(5) keV			806(6) ms	IT	²⁰⁷Pb	13/2+
²⁰⁸Pb^{[n 9]}	토륨 D	82	126	207.9766521(13)	관측상 안정^{[n 10]}			0+	0.524(1)	0.5128-0.5621
^208mPb		4895(2) keV			500(10) ns			10+
²⁰⁹Pb		82	127	208.9810901(19)	3.253(14) h	β^-	²⁰⁹Bi	9/2+	미량^{[n 11]}
²¹⁰Pb	라듐 D 방사성 납	82	128	209.9841885(16)	22.20(22) a	β^- (100%)	²¹⁰Bi	0+	미량^{[n 12]}
²¹⁰Pb	라듐 D 방사성 납	82	128	209.9841885(16)	22.20(22) a	α (1.9×10⁻⁶%)	²⁰⁶Hg	0+	미량^{[n 12]}
^210mPb		1278(5) keV			201(17) ns			8+
²¹¹Pb	악티늄 B	82	129	210.9887370(29)	36.1(2) min	β^-	²¹¹Bi	9/2+	미량^{[n 13]}
²¹²Pb	토륨 B	82	130	211.9918975(24)	10.64(1) h	β^-	²¹²Bi	0+	미량^{[n 14]}
^212mPb		1335(10) keV			5(1) µs			(8+)
²¹³Pb		82	131	212.996581(8)	10.2(3) min	β^-	²¹³Bi	(9/2+)
²¹⁴Pb	라듐 B	82	132	213.9998054(26)	26.8(9) min	β^-	²¹⁴Bi	0+	미량^{[n 12]}
²¹⁵Pb		82	133	215.00481(44)#	36(1) s			5/2+#

참고

↑ 약자:
ε: 전자 포획
IT: 이성질핵 전이
↑ 굵은 글꼴은 안정 동위 원소, 굵은 기울임꼴은 감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)
↑ ^가 ^나 ^다 방사성 연대 측정에 사용된다.
↑ 1.4×10³⁵년 이상의 반감기를 거쳐 알파 붕괴하여 ²⁰⁰Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.
↑ 우라늄 계열의 최종 붕괴 생성물이다.
↑ 알파 붕괴를 통해 ²⁰²Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.
↑ 악티늄 계열의 최종 붕괴 생성물이다.
↑ 알파 붕괴를 통해 ²⁰³Hg으로 붕괴할 것으로 추정된다.
↑ 토륨 계열의 최종 붕괴 생성물이다.
↑ 현재까지 관측상 안정한 핵종 중 가장 무거운 핵종이며, 2×10¹⁸⁹년 이상의 반감기를 거쳐 알파 붕괴를 통해 ²⁰⁴Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.
↑ ²³⁵U의 붕괴 계열에서 일어나는 ²²³Ra의 뭉치 붕괴 결과물이다.
↑ ^가 ^나 ²³⁸U의 중간 붕괴 생성물이다.
↑ ²³⁵U의 중간 붕괴 생성물이다.
↑ ²³²Th의 중간 붕괴 생성물이다.

각주

↑ “Universal Nuclide Chart”. Nucleonica. 2013년 8월 28일에 확인함.

[2] 약자:
ε: 전자 포획
IT: 이성질핵 전이

[3] 굵은 글꼴은 안정 동위 원소, 굵은 기울임꼴은 감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)

[rd-4] 가 ^나 ^다 방사성 연대 측정에 사용된다.

[5] 1.4×10³⁵년 이상의 반감기를 거쳐 알파 붕괴하여 ²⁰⁰Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.

[6] 우라늄 계열의 최종 붕괴 생성물이다.

[7] 알파 붕괴를 통해 ²⁰²Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.

[8] 악티늄 계열의 최종 붕괴 생성물이다.

[9] 알파 붕괴를 통해 ²⁰³Hg으로 붕괴할 것으로 추정된다.

[10] 토륨 계열의 최종 붕괴 생성물이다.

[11] 현재까지 관측상 안정한 핵종 중 가장 무거운 핵종이며, 2×10¹⁸⁹년 이상의 반감기를 거쳐 알파 붕괴를 통해 ²⁰⁴Hg로 붕괴할 것으로 추정된다.

[12] ²³⁵U의 붕괴 계열에서 일어나는 ²²³Ra의 뭉치 붕괴 결과물이다.

[RS-13] 가 ^나 ²³⁸U의 중간 붕괴 생성물이다.

[14] ²³⁵U의 중간 붕괴 생성물이다.

[15] ²³²Th의 중간 붕괴 생성물이다.

[1] “Universal Nuclide Chart”. Nucleonica. 2013년 8월 28일에 확인함.

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