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:

⁶³Cu (изотопная распространённость 69,1 %)
⁶⁵Cu (изотопная распространённость 30,9 %).

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]

Позитронный распад: вероятность 17,8 %, дочерний изотоп стабильный ⁶⁴Ni.
Бета-распад: вероятность 39 %, дочерний изотоп стабильный ⁶⁴Zn.
Электронный захват: вероятность 43 %, дочерний изотоп стабильный ⁶⁴Ni.
Внутренняя конверсия: вероятность 0,47 %, дочерний изотоп стабильный ⁶⁴Ni.

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] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[4]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Символ нуклида	Энергия возбуждения			Период полураспада^[4] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[4]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
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−#
⁵⁵Cu	29	26	54,96605(32)#	40# мс [>200 нс]	p	⁵⁴Ni	3/2−#
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−	0,6915(15)	0,68983–0,69338
⁶⁴Cu	29	35	63,9297642(6)	12,700(2) ч	β⁺ (61%)	⁶⁴Ni	1+
⁶⁴Cu	29	35	63,9297642(6)	12,700(2) ч	β⁻ (39%)	⁶⁴Zn	1+
⁶⁵Cu	29	36	64,9277895(7)	стабилен			3/2−	0,3085(15)	0,30662–0,31017
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-)
^68mCu	721,6(7) кэВ			3,75(5) мин	β⁻ (16%)	⁶⁸Zn	(6-)
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−)
⁷³Cu	29	44	72,936675(4)	4,2(3) с	β⁻, n (<.1%)	⁷²Zn	(3/2−)
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−)#
⁷⁵Cu	29	46	74,94190(105)	1,224(3) с	β⁻, n (3,5%)	⁷⁴Zn	(3/2−)#
⁷⁶Cu	29	47	75,945275(7)	641(6) мс	β⁻ (97%)	⁷⁶Zn	(3 5)
⁷⁶Cu	29	47	75,945275(7)	641(6) мс	β⁻, n (3%)	⁷⁵Zn	(3 5)
^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−#
⁷⁹Cu	29	50	78,95456(54)#	188(25) мс	β⁻ (45%)	⁷⁹Zn	3/2−#
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]

[2]

[3]

[4]