스트론튬 동위 원소

자연계에 존재하는 안정적인 스트론튬의 동위 원소는 4종이다. 84Sr, 86Sr, 87Sr, 88Sr이 존재하며 이들 중 88Sr이 자연계에 가장 많이 존재한다. 87Sr은 방사성 동위 원소인 87Rb의 붕괴 생성물이기도 하며, 루비듐-스트론튬 연대 측정에 이용되고 있다. 인공적으로 합성된 스트론튬의 동위 원소는 73Sr부터 105Sr까지 존재한다. 이들 중 89Sr의 반감기는 50.57일, 90Sr의 반감기는 28.9년으로 이들은 우라늄, 토륨의 자발 핵분열 생성물로써 자연계에 미량 존재하며, 원자로 내의 핵분열로 인해 많은 양이 형성된다.
# 스트론튬-88
극도록 안정된 결합에너지를 가지고 있어 자연계의 스트론튬 동위체 중 가장 많은 양이 존재하고 있다. 주위의 안정 동위체의 결합에너지에 비해 더 높은 결합에너지인 8.73 MeV대를 가지고 있기 때문이다. 이 정도의 결합에너지보다 더 높은 결합에너지를 가진 동위체로 내려가려면 아연-68까지 내려가야 한다. 이 안정된 결합에너지는 초거성 내부의 중성자 포획과정과 헬륨 핵반응 등과 초신성 폭발시의 게르마늄 이상의 무거운 동위체에 핵반응을 자극하여 자연계에 스트론튬-88을 다른 스트론튬의 동위체보다 더 많은 양을 가지게 해 주었다.
# 스트론튬-90
강한 베타선을 내뿜고 이트륨-90으로 붕괴, 다시 강한 베타선을 내뿜고 지르코늄-90으로 붕괴한다. 강한 베타선을 내뿜고 반감기가 28.9년이나 되며, 핵분열 생성물 중 많은 비율로 생성되므로 핵 폐기물을 다룰 때 중요한 동위체로 여겨지고 있다. 열전지로 이용할 시 에너지를 1kg당 2.2kw를 내뿜어 플루토늄-238의 4배가 넘을 정도로 뜨거우므로 차폐 시 두꺼운 차폐막을 이용한다. 다만 베타선을 내뿜기 때문에 열전지로 이용 시 효율은 매우 낮다. 스트론튬-90의 강한 열 때문에 다 쓴 핵 폐기물을 원자로의 수조에서 반 이상 줄어들 때까지 30년 이상 담가두어야 한다.
# 표
{| class="wikitable" | 핵자
수 ! Z(p) ! N(n) !
동위 원소 질량 (u)
! rowspan="2" | 반감기 ! rowspan="2" | 붕괴
방식(s)url-status=약어:
IT: 이성질핵 전이 ! rowspan="2" | 붕괴 생성
동위 원소안정 동위 원소는 굵은체로 표기, 우주의 나이보다 반감기가 긴 동위 원소의 반감기는 굵은 흘림체로 표기 ! rowspan="2" | 핵
스핀 ! rowspan="2" | 자연계에 존재하는
동위 원소
범위
(몰 분율) ! rowspan="2" | 자연계에 존재하는
최대 범위
(몰 분율) |- ! colspan="3" | 들뜬 에너지 |- | rowspan=2|73Sr | rowspan=2 |38 | rowspan=2 | 35 | rowspan=2|72.96597(64)# | rowspan=2|>25 ms | β+ (>99.9%) | 73Rb | rowspan=2|1/2-# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, p (1.5 µs] | β+ | 74Rb | 0+ | | |- | rowspan=2|75Sr | rowspan=2 | 38 | rowspan=2 | 37 | rowspan=2|74.94995(24) | rowspan=2|88(3) ms | β+ (93.5%) | 75Rb | rowspan=2|(3/2-) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, p (6.5%) | 74Kr |- | 76Sr | | 38 | | 38 | 75.94177(4) | 7.89(7) s | β+ | 76Rb | 0+ | | |- | rowspan=2|77Sr | rowspan=2 | 38 | rowspan=2 | 39 | rowspan=2|76.937945(10) | rowspan=2|9.0(2) s | β+ (99.75%) | 77Rb | rowspan=2|5/2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, p (0.25%) | 76Kr |- | 78Sr | | 38 | | 40 | 77.932180(8) | 159(8) s | β+ | 78Rb | 0+ | | |- | 79Sr | | 38 | | 41 | 78.929708(9) | 2.25(10) min | β+ | 79Rb | 3/2(-) | | |- | 80Sr | | 38 | | 42 | 79.924521(7) | 106.3(15) min | β+ | 80Rb | 0+ | | |- | 81Sr | | 38 | | 43 | 80.923212(7) | 22.3(4) min | β+ | 81Rb | 1/2- | | |- | 82Sr | | 38 | | 44 | 81.918402(6) | 25.36(3) d | ε | 82Rb | 0+ | | |- | 83Sr | | 38 | | 45 | 82.917557(11) | 32.41(3) h | β+ | 83Rb | 7/2+ | | |- | | 83mSr | colspan="3" | 259.15(9) keV | 4.95(12) s | IT | 83Sr | 1/2- | | |- | 84Sr | | 38 | | 46 | 83.913425(3) | colspan=3 align=center|**관찰상 안정**β+β+ 붕괴를 통해 84Kr으로 붕괴할 수 있다. | 0+ | 0.0056(1) | 0.0055-0.0058 |- | 85Sr | | 38 | | 47 | 84.912933(3) | 64.853(8) d | ε | **85Rb** | 9/2+ | | |- | rowspan=2 | 85mSr | rowspan=2 colspan="3" | 238.66(6) keV | rowspan=2|67.63(4) min | IT (86.6%) | 85Sr | rowspan=2|1/2- | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+ (13.4%) | **85Rb** |- | 86Sr | | 38 | | 48 | 85.9092602(12) | colspan=3 align=center|**안정** | 0+ | 0.0986(1) | 0.0975-0.0999 |- | | 86mSr | colspan="3" | 2955.68(21) keV | 455(7) ns | | | 8+ | | |- | 87Sr루비듐-스트론튬 연대 측정에 이용된다. | | 38 | | 49 | 86.9088771(12) | colspan=3 align=center|**안정** | 9/2+ | 0.0700(1) | 0.0694-0.0714 |- | rowspan=2 | 87mSr | rowspan=2 colspan="3" | 388.533(3) keV | rowspan=2|2.815(12) h | IT (99.7%) | **87Sr** | rowspan=2|1/2- | rowspan=2| | rowspan=2| |- | ε (0.3%) | ***87Rb*** |- | 88Sr핵분열 생성물 | | 38 | | 50 | 87.9056121(12) | colspan=3 align=center|**안정** | 0+ | 0.8258(1) | 0.8229-0.8275 |- | 89Sr | | 38 | | 51 | 88.9074507(12) | 50.57(3) d | β- | **89Y** | 5/2+ | | |- | 90Sr | | 38 | | 52 | 89.907738(3) | 28.90(3) a | β- | 90Y | 0+ | | |- | 91Sr | | 38 | | 53 | 90.910203(5) | 9.63(5) h | β- | 91Y | 5/2+ | | |- | 92Sr | | 38 | | 54 | 91.911038(4) | 2.66(4) h | β- | 92Y | 0+ | | |- | 93Sr | | 38 | | 55 | 92.914026(8) | 7.423(24) min | β- | 93Y | 5/2+ | | |- | 94Sr | | 38 | | 56 | 93.915361(8) | 75.3(2) s | β- | 94Y | 0+ | | |- | 95Sr | | 38 | | 57 | 94.919359(8) | 23.90(14) s | β- | 95Y | 1/2+ | | |- | 96Sr | | 38 | | 58 | 95.921697(29) | 1.07(1) s | β- | 96Y | 0+ | | |- | rowspan=2|97Sr | rowspan=2 | 38 | rowspan=2 | 59 | rowspan=2|96.926153(21) | rowspan=2|429(5) ms | β- (99.95%) | 97Y | rowspan=2|1/2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (0.05%) | 96Y |- | | 97m1Sr | colspan="3" | 308.13(11) keV | 170(10) ns | | | (7/2)+ | | |- | | 97m2Sr | colspan="3" | 830.8(2) keV | 255(10) ns | | | (11/2-)# | | |- | rowspan=2|98Sr | rowspan=2 | 38 | rowspan=2 | 60 | rowspan=2|97.928453(28) | rowspan=2|0.653(2) s | β- (99.75%) | 98Y | rowspan=2|0+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (0.25%) | 97Y |- | rowspan=2|99Sr | rowspan=2 | 38 | rowspan=2 | 61 | rowspan=2|98.93324(9) | rowspan=2|0.269(1) s | β- (99.9%) | 99Y | rowspan=2|3/2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (0.1%) | 98Y |- | rowspan=2|100Sr | rowspan=2 | 38 | rowspan=2 | 62 | rowspan=2|99.93535(14) | rowspan=2|202(3) ms | β- (99.02%) | 100Y | rowspan=2|0+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (0.98%) | 99Y |- | rowspan=2|101Sr | rowspan=2 | 38 | rowspan=2 | 63 | rowspan=2|100.94052(13) | rowspan=2|118(3) ms | β- (97.63%) | 101Y | rowspan=2|(5/2-) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (2.37%) | 100Y |- | rowspan=2|102Sr | rowspan=2 | 38 | rowspan=2 | 64 | rowspan=2|101.94302(12) | rowspan=2|69(6) ms | β- (94.5%) | 102Y | rowspan=2|0+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (5.5%) | 101Y |- | 103Sr | | 38 | | 65 | 102.94895(54)# | 50# ms [>300 ns] | β- | 103Y | | | |- | 104Sr | | 38 | | 66 | 103.95233(75)# | 30# ms [>300 ns] | β- | 104Y | 0+ | | |- | 105Sr | | 38 | | 67 | 104.95858(75)# | 20# ms [>300 ns] | | | | | |}