Изотопы меди

Изотопы меди — разновидности химического элемента меди, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы меди с массовыми числами от 52 до 80 (количество протонов 29, нейтронов от 23 до 51) и 7 ядерных изомеров.

Природная медь представляет собой смесь двух стабильных изотопов:

Среди искусственно полученных изотопов самый долгоживущий 67Cu с периодом полураспада 62 часа[1].

Медь-64

Основная статья: Медь-64

64Cu имеет период полураспада 12,7 часа и распадается по одной из четырех схем:[2]

Медь является важным биологически значимым микроэлементом. Существуют заболевания, связанные с нарушениями ее метаболизма, например, болезнь Вильсона — Коновалова. 64Cu может использоваться для изучения поглощения меди тканями методом позитронно-эмиссионной томографии. Также возможно изучение распространения некоторых биологически-активных веществ.

Существует несколько известных схем получения 64Cu. Например, облучение протонами на ускорителях мишеней изотопно-чистого 64Ni по схеме
64Ni(p, n) → 64Cu.

Таблица изотопов меди

Символ
нуклида 		Z(p) N(n) Масса изотопа[3]
(а. е. м.) 		Период
полураспада[4]
(T1/2) 		Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[4]
Энергия возбуждения
52Cu 29 23 51,99718(28)# p 51Ni (3+)#
53Cu 29 24 52,98555(28)# <300 нс p 52Ni (3/2−)#
54Cu 29 25 53,97671(23)# <75 нс p 53Ni (3+)#
55Cu 29 26 54,96605(32)# 40# мс [>200 нс] β+ 55Ni 3/2−#
p 54Ni
56Cu 29 27 55,95856(15)# 93(3) мс β+ 56Ni (4+)
57Cu 29 28 56,949211(17) 196,3(7) мс β+ 57Ni 3/2−
58Cu 29 29 57,9445385(17) 3,204(7) с β+ 58Ni 1+
59Cu 29 30 58,9394980(8) 81,5(5) с β+ 59Ni 3/2−
60Cu 29 31 59,9373650(18) 23,7(4) мин β+ 60Ni 2+
61Cu 29 32 60,9334578(11) 3,333(5) ч β+ 61Ni 3/2−
62Cu 29 33 61,932584(4) 9,673(8) мин β+ 62Ni 1+
63Cu 29 34 62,9295975(6) стабилен 3/2−
64Cu 29 35 63,9297642(6) 12,700(2) ч β+ (61%) 64Ni 1+
β− (39%) 64Zn
65Cu 29 36 64,9277895(7) стабилен 3/2−
66Cu 29 37 65,9288688(7) 5,120(14) мин β− 66Zn 1+
67Cu 29 38 66,9277303(13) 61,83(12) ч β− 67Zn 3/2−
68Cu 29 39 67,9296109(17) 31,1(15) с β− 68Zn 1+
68mCu 721,6(7) кэВ 3,75(5) мин ИП (84%) 68Cu (6-)
β− (16%) 68Zn
69Cu 29 40 68,9294293(15) 2,85(15) мин β− 69Zn 3/2−
69mCu 2741,8(10) кэВ 360(30) нс (13/2+)
70Cu 29 41 69,9323923(17) 44,5(2) с β− 70Zn (6-)
70m1Cu 101,1(3) кэВ 33(2) с β− 70Zn (3-)
70m2Cu 242,6(5) кэВ 6,6(2) с 1+
71Cu 29 42 70,9326768(16) 19,4(14) с β− 71Zn (3/2−)
71mCu 2756(10) кэВ 271(13) нс (19/2−)
72Cu 29 43 71,9358203(15) 6,6(1) с β− 72Zn (1+)
72mCu 270(3) кэВ 1,76(3) мкс (4-)
73Cu 29 44 72,936675(4) 4,2(3) с β− (>99,9%) 73Zn (3/2−)
β−, n (<.1%) 72Zn
74Cu 29 45 73,939875(7) 1,594(10) с β− 74Zn (1+, 3+)
75Cu 29 46 74,94190(105) 1,224(3) с β− (96,5%) 75Zn (3/2−)#
β−, n (3,5%) 74Zn
76Cu 29 47 75,945275(7) 641(6) мс β− (97%) 76Zn (3 5)
β−, n (3%) 75Zn
76mCu 0(200)# кэВ 1,27(30) с β− 76Zn (1 3)
77Cu 29 48 76,94785(43)# 469(8) мс β− 77Zn 3/2−#
78Cu 29 49 77,95196(43)# 342(11) мс β− 78Zn
79Cu 29 50 78,95456(54)# 188(25) мс β−, n (55%) 78Zn 3/2−#
β− (45%) 79Zn
80Cu 29 51 79,96087(64)# 100# мс [>300 нс] β− 80Zn

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. ↑ Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
  2. ↑ Расчет мишени для производства радионуклида медь-64 на пучке протонов. Дата обращения: 31 декабря 2018. Архивировано 1 января 2019 года.
  3. ↑ Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
  4. ↑ 1 2 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.Открытый доступ