Изотопы германия

Изотопы германия — разновидности химического элемента германия с разным количеством нейтронов в атомном ядре. Известны изотопы германия с массовыми числами от 58 до 89 (количество протонов 32, нейтронов от 26 до 57) и более дюжины ядерных изомеров.

Природный германий представляет собой смесь пяти изотопов. Четырех стабильных:

⁷⁰Ge (изотопная распространённость 20,55 %)
⁷²Ge (изотопная распространённость 27,37 %)
⁷³Ge (изотопная распространённость 7,67 %)
⁷⁴Ge (изотопная распространённость 36,74 %).

И одного с огромным периодом полураспада, больше возраста Вселенной:

⁷⁶Ge (изотопная распространённость 7,67 %), период полураспада 1,78⋅10²¹ лет, схема распада двойной бета-распад, продукт распада стабильный изотоп селен-76.

Самым долгоживущим искусственным радиоизотопом является ⁶⁸Ge с периодом полураспада 271 день.

Германий-68Править

Период полураспада ⁶⁸Ge 271 день, схема распада электронный захват (вероятность 100 %), дочерний изотоп галлий-68^[1].

Германий-68 нашел применение в источниках изотопа галлия-68, который применяется в медицинской диагностике. Малый период полураспада галлия-68 не позволяет организовать его непосредственную доставку в медицинские учреждения. Поэтому были созданы специальные мобильные Gallium-68 generator — версия статьи «Gallium-68 generator» на английском языке генераторы галлия-68 (англ.) (рус.. Генератор содержит ампулу с препаратом изотопа германия-68, продуктом распада которого является галлий-68. По мере накопления продукта распада через ампулу прокачивают сорбирующий раствор, который селективно растворяет только химическое соединение образовавшегося галлия, а нерастворимое соединение германия остается в ампуле. Значительный период полураспада германия-68 (271 день) делает логистику таких генераторов удобной.

В России генераторы ⁶⁸Ga выпускают в Обнинске^[2]^[3]. Там же синтезируют изотоп ⁶⁸Gе облучением галлиевых мишеней протонами на ускорителе по схеме^[1]:

⁶⁹Ga (p, 2n) → ⁶⁸Ge

Таблица изотопов германияПравить

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа^[4] (а. е. м.)	Период полураспада^[5] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[5]	Распространённость изотопа в природе
Энергия возбуждения
⁵⁸Ge	32	26	57,99101(34)#		2p	⁵⁶Zn	0+
⁵⁹Ge	32	27	58,98175(30)#		2p	⁵⁷Zn	7/2−#
⁶⁰Ge	32	28	59,97019(25)#	30# мс	β⁺	⁶⁰Ga	0+
2p	⁵⁸Zn
⁶¹Ge	32	29	60,96379(32)#	39(12) мс	β⁺, p (80%)	⁶⁰Zn	(3/2−)#
β⁺ (20%)	⁶¹Ga
⁶²Ge	32	30	61,95465(15)#	129(35) мс	β⁺	⁶²Ga	0+
⁶³Ge	32	31	62,94964(21)#	142(8) мс	β⁺	⁶³Ga	(3/2−)#
⁶⁴Ge	32	32	63,94165(3)	63,7(25) с	β⁺	⁶⁴Ga	0+
⁶⁵Ge	32	33	64,93944(11)	30,9(5) с	β⁺ (99,99%)	⁶⁵Ga	(3/2)−
β⁺, p (0,01%)	⁶⁴Zn
⁶⁶Ge	32	34	65,93384(3)	2,26(5) ч	β⁺	⁶⁶Ga	0+
⁶⁷Ge	32	35	66,932734(5)	18,9(3)мин	β⁺	⁶⁷Ga	1/2−
^67m1Ge	18,20(5) кэВ	13,7(9) мкс			5/2−
^67m2Ge	751,70(6) кэВ	110,9(14)нс			9/2+
⁶⁸Ge	32	36	67,928094(7)	271,05(8) сут	ЭЗ	⁶⁸Ga	0+
⁶⁹Ge	32	37	68,9279645(14)	39,05(10) ч	β⁺	⁶⁹Ga	5/2−
^69m1Ge	86,765(14) кэВ	5,1(2) мкс			1/2−
^69m2Ge	397,944(18) кэВ	2,81(5) мкс			9/2+
⁷⁰Ge	32	38	69,9242474(11)	стабилен	0+	0,2038(18)
⁷¹Ge	32	39	70,9249510(11)	11,43(3) сут	ЭЗ	⁷¹Ga	1/2−
^71mGe	198,367(10) кэВ	20,40(17) мс	ИП	⁷¹Ge	9/2+
⁷²Ge	32	40	71,9220758(18)	стабилен	0+	0,2731(26)
^72mGe	691,43(4) кэВ	444,2(8)нс			0+
⁷³Ge	32	41	72,9234589(18)	стабилен	9/2+	0,0776(8)
^73m1Ge	13,2845(15) кэВ	2,92(3) мкс			5/2+
^73m2Ge	66,726(9) кэВ	499(11) мс			1/2−
⁷⁴Ge	32	42	73,9211778(18)	стабилен	0+	0,3672(15)
⁷⁵Ge	32	43	74,9228589(18)	82,78(4)мин	β⁻	⁷⁵As	1/2−
^75m1Ge	139,69(3) кэВ	47,7(5) с	ИП (99,97%)	⁷⁵Ge	7/2+
β⁻	⁷⁵As
^75m2Ge	192,18(7) кэВ	216(5)нс			5/2+
⁷⁶Ge	32	44	75,9214026(18)	1,88e21 ± (8) лет^[6]	β⁻β⁻	⁷⁶Se	0+	0,0783(7)
⁷⁷Ge	32	45	76,9235486(18)	11,30(1) ч	β⁻	⁷⁷As	7/2+
^77mGe	159,70(10) кэВ	52,9(6) с	β⁻ (79%)	⁷⁷As	1/2−
ИП (21%)	⁷⁷Ge
⁷⁸Ge	32	46	77,922853(4)	88(1)мин	β⁻	⁷⁸As	0+
⁷⁹Ge	32	47	78,9254(1)	18,98(3) с	β⁻	⁷⁹As	(1/2)−
^79mGe	185,95(4) кэВ	39,0(10) с	β⁻ (96%)	⁷⁹As	(7/2+)#
ИП (4%)	⁷⁹Ge
⁸⁰Ge	32	48	79,92537(3)	29,5(4) с	β⁻	⁸⁰As	0+
⁸¹Ge	32	49	80,92882(13)	7,6(6) с	β⁻	⁸¹As	9/2+#
^81mGe	679,13(4) кэВ	7,6(6) с	β⁻ (99%)	⁸¹As	(1/2+)
ИП (1%)	⁸¹Ge
⁸²Ge	32	50	81,92955(26)	4,55(5) с	β⁻	⁸²As	0+
⁸³Ge	32	51	82,93462(21)#	1,85(6) с	β⁻	⁸³As	(5/2+)#
⁸⁴Ge	32	52	83,93747(32)#	0,947(11) с	β⁻ (89,2%)	⁸⁴As	0+
β⁻, n (10,8%)	⁸³As
⁸⁵Ge	32	53	84,94303(43)#	535(47) мс	β⁻ (86%)	⁸⁵As	5/2+#
β⁻, n (14%)	⁸⁴As
⁸⁶Ge	32	54	85,94649(54)#	>150нс	β⁻, n	⁸⁵As	0+
β⁻	⁸⁶As
⁸⁷Ge	32	55	86,95251(54)#	0,14# с			5/2+#
⁸⁸Ge	32	56	87,95691(75)#	>=300нс			0+
⁸⁹Ge	32	57	88,96383(97)#	>150нс			3/2+#

Пояснения к таблицеПравить

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 $\text{[math]}$ Z и $\text{[math]}$ 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.

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² Германий-68 (неопр.). Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 23 мая 2019 года.
↑ Генератор Галлия-68 (неопр.). Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 23 мая 2019 года.
↑ АО "В/О «Изотоп» (неопр.). Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 23 мая 2019 года.
↑ 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.
↑ ¹ ² 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.
↑ 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.

[cyc-1] ¹ ² Германий-68 (неопр.). Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 23 мая 2019 года.

[2] Генератор Галлия-68 (неопр.). Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 23 мая 2019 года.

[3] АО "В/О «Изотоп» (неопр.). Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 23 мая 2019 года.

[AME2003-4] 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.

[Nubase2003-5] ¹ ² 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.

[Nubase2020-6] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]