# نظائر الكالسيوم

للكالسيوم (Ca) أربعة وعشرون نظيراً معروفاً تتراوح أعداد الكتلة لها بين 34 و 57. هنالك خمسة نظائر مستقرة للكالسيوم وهي كالسيوم-40 $^{40}$Ca وكالسيوم-42 $^{42}$Ca وكالسيوم-43 $^{43}$Ca وكالسيوم-44 $^{44}$Ca وكالسيوم-46 $^{46}$Ca وذلك بالإضافة إلى وجود نظير شبه مستقر وهو النظير كالسيوم-48، الذي لديه عمر نصف طويل نسبياً بحيث أنه يعد عملياً مستقر.
من أطول نظائر الكالسيوم المشعة عمراً بالإضافة إلى النظير كالسيوم-48 $^{48}$Ca هو النظير كالسيوم-41 $^{41}$Ca. لباقي نظائر الكالسيوم المشعة نصف عمر أقل من 163 يوم، وأغلبها دون الدقيقة الواحدة. أقل نظائر الكالسيوم المشعة ثباتاً هو النظير كالسيوم-34 $^{34}$Ca بعمر نصف أقل من 35 نانو ثانية. أكثر نظائر الكالسيوم المشعة المصطنعة ثباتاً هو النظير كالسيوم-45 بعمر نصف يبلغ 163 يوم.

## كالسيوم-40

يعد النظير كالسيوم-40 $^{40}$Ca أكثر نظائر الكالسيوم وفرة طبيعية، حيث يشكل 97% من عنصر الكالسيوم في الطبيعة. يتشكل هذا النظير كناتج اضمحلال للنظير بوتاسيوم-40 $^{40}$K بالإضافة إلى أرغون-40.

## كالسيوم-41

يعد النظير كالسيوم-41 $^{41}$Ca من أحد النظائر المشعة ذات الأصل الكوني، ولهذا النظير عمر نصف مقداره 102000 سنة. على العكس من أغب النظائر الكونية والتي تنتج في الغلاف الجوي للأرض فإن النظير كالسيوم-41 ينتج من تنشيط النيوترونات في النظير كالسيوم-40 $^{40}$Ca في القشرة الأرضية. لكنه على الرغم من ذلك نادر الوجود في الطبيعة. يضمحل النظير كالسيوم-41 عن طريق اصطياد إلكترون إلى النظير المستقر بوتاسيوم-41.

## كالسيوم-48

يعد النظير كالسيوم-48 من أحد نظائر الكالسيوم النادرة في الطبيعة، حيث يشكل 0.187% فقط من الوفرة الطبيعية للكالسيوم. يتكون هذا النظير من 20 بروتون و28 نيوترون. على الرغم من أن النواة غنية بالنيوترونات مقارنةً مع وزنها الخفيف، إلا أن طريق الاضمحلال الوحيد له هو عن طريق اضمحلال بيتا المضاعف نادر الحدوث. يبلغ نصف العمر لهذا النظير 4.3×10$^{19}$ سنة، بحيث يمكن اعتباره عملياً نظيراً مستقراً. من أحد العوامل الذي يؤثر على ثبات هذا النظير كون العددين 20 و 28، وهما عدد البروتونات والنيوترونات على الترتيب، عددين سحريين، مما يجعل $^{48}$Ca ذات نواة مضاعفة العدد السحري.
تعد نواة النظير كالسيوم-48 أخف نواة معروفة تخضع لعملية اضمحلال بيتا المضاعف، والوحيدة ذات البنية البسيطة نسبياً لتخضع لعملية تحليل باستخدام نموذج الغلاف النووي، كما أنها تطلق بهذه العملية طاقة مقدارها 4.27 ميغا إلكترون فولت، والتي أكبر طاقة مرسلة بهذه العملية.
بما أن النظير كالسيوم-48 مستقر وغني بالنيوترونات فذلك يجعله كأحد المواد القيّمة كمادة بادئة لإنتاج النوى في مسرّعات الجسيمات وذلك عن طريق التشظية وعن طريق تفاعلات الاندماج مع النوى الأخرى، على سبيل المثال، استخدامه في إنتاج عنصر الأنون أوكتيوم.

## جدول النظائر

| الرمز | Z(ب) | N(ن) | كتلة النظير (u) | عمر النصف | نمط الاضمحلال | ناتج الاضمحلال | لف مغزلي | تركيب النظائر التمثيلي (كسر مولي) | مجال التفاوت الطبيعي (كسر مولي) |
| $^{34}$Ca | 20 | 14 | 34.01412 | <35 نانو ثانية | p | $^{33}$K | 0+ | | |
| $^{35}$Ca | 20 | 15 | 35.00494 | 25.7 ميلي ثانية | β$^+$ >99.9% | $^{35}$K | 1/2+# | | |
| $^{35}$Ca | 20 | 15 | 35.00494 | 25.7 ميلي ثانية | β$^+$, p <0.1% | $^{34}$Ar | 1/2+# | | |
| $^{36}$Ca | 20 | 16 | 35.99309 | 102 ميلي ثانية | β$^+$, p 56.8% | $^{35}$Ar | 0+ | | |
| $^{36}$Ca | 20 | 16 | 35.99309 | 102 ميلي ثانية | β$^+$ 43.2% | $^{36}$K | 0+ | | |
| $^{37}$Ca | 20 | 17 | 36.985870 | 181.1 ميلي ثانية | β$^+$, p 74.5% | $^{36}$Ar | (3/2+) | | |
| $^{37}$Ca | 20 | 17 | 36.985870 | 181.1 ميلي ثانية | β$^+$ 25.5% | $^{37}$K | (3/2+) | | |
| $^{38}$Ca | 20 | 18 | 37.976318 | 440 ميلي ثانية | β$^+$ | $^{38}$K | 0+ | | |
| $^{39}$Ca | 20 | 19 | 38.9707197 | 859.6 ميلي ثانية | β$^+$ | $^{39}$K | 3/2+ | | |
| $^{40}$Ca | 20 | 20 | 39.96259098 | مستقر | مستقر | مستقر | 0+ | 0.96941 | 0.96933- 0.96947 |
| $^{41}$Ca | 20 | 21 | 40.96227806 | 1.02×10$^5$ سنة | EC | $^{41}$K | 7/2- | نادر | |
| $^{42}$Ca | 20 | 22 | 41.95861801 | مستقر | مستقر | مستقر | 0+ | 0.00647 | 0.00646- 0.00648 |
| $^{43}$Ca | 20 | 23 | 42.9587666 | مستقر | مستقر | مستقر | 7/2- | 0.00135 | 0.00135- 0.00135 |
| $^{44}$Ca | 20 | 24 | 43.9554818 | مستقر | مستقر | مستقر | 0+ | 0.02086 | 0.02082- 0.02092 |
| $^{45}$Ca | 20 | 25 | 44.9561866 | 162.67 يوم | β$^-$ | $^{45}$Sc | 7/2- | | |
| $^{46}$Ca | 20 | 26 | 45.9536926 | مستقر | مستقر | مستقر | 0+ | 4×10$^{−5}$ | 4×10$^{−5}$- 4×10$^{−5}$ |
| $^{47}$Ca | 20 | 27 | 46.9545460 | 4.536 يوم | β$^-$ | $^{47}$Sc | 7/2- | | |
| $^{48}$Ca | 20 | 28 | 47.952534 | 43×10$^{18}$ سنة | β$^-$β$^-$ | $^{48}$Ti | 0+ | 0.00187 | 0.00186- 0.00188 |
| $^{49}$Ca | 20 | 29 | 48.955674 | 8.718 دقيقة | β$^-$ | $^{49}$Sc | 3/2- | | |
| $^{50}$Ca | 20 | 30 | 49.957519 | 13.9 ثانية | β$^-$ | $^{50}$Sc | 0+ | | |
| $^{51}$Ca | 20 | 31 | 50.9615 | 10.0 ثانية | β$^-$ >99.9% | $^{51}$Sc | (3/2-)# | | |
| $^{51}$Ca | 20 | 31 | 50.9615 | 10.0 ثانية | β$^-$, n <0.1% | $^{50}$Sc | (3/2-)# | | |
| $^{52}$Ca | 20 | 32 | 51.96510 | 4.6 ثانية | β$^-$ 98% | $^{52}$Sc | 0+ | | |
| $^{52}$Ca | 20 | 32 | 51.96510 | 4.6 ثانية | β$^-$, n 2% | $^{51}$Sc | 0+ | | |
| $^{53}$Ca | 20 | 33 | 52.97005 | 90 ميلي ثانية | β$^-$ 70% | $^{53}$Sc | 3/2-# | | |
| $^{53}$Ca | 20 | 33 | 52.97005 | 90 ميلي ثانية | β$^-$, n 30% | $^{52}$Sc | 3/2-# | | |
| $^{54}$Ca | 20 | 34 | 53.97435 | 50# ميلي ثانية [>300 نانو ثانية] | β$^-$, n | $^{53}$Sc | 0+ | | |
| $^{54}$Ca | 20 | 34 | 53.97435 | 50# ميلي ثانية [>300 نانو ثانية] | β$^-$ | $^{54}$Sc | 0+ | | |
| $^{55}$Ca | 20 | 35 | 54.98055 | 30# ميلي ثانية [>300 نانو ثانية] | β$^-$ | $^{55}$Sc | 5/2-# | | |
| $^{56}$Ca | 20 | 36 | 55.98557 | 10# ميلي ثانية [>300 نانو ثانية] | β$^-$ | $^{56}$Sc | 0+ | | |
| $^{57}$Ca | 20 | 37 | 56.99236 | 5# ميلي ثانية | β$^-$ | $^{57}$Sc | 5/2-# | | |
| $^{57}$Ca | 20 | 37 | 56.99236 | 5# ميلي ثانية | β$^-$, n | $^{56}$Sc | 5/2-# | | |
* ↑ الاختصارات: EC: اصطياد إلكترون
* ↑ النظائر المستقرة بالخط الغليظ
* ↑ أثقل نويدة بعدد متساوي من البروتونات والنيوترونات دون حدوث اضمحلال
* ↑ نويدة كونية
* ↑ نظير مشع ذو عمر نصف طويل نسبياً بشكل أكبر من عمر الكون، لذلك يعد عملياً نظيراً مستقراً
* ↑ أخف نويدة تخضع لعملية اضمحلال بيتا المضاعف

## المصادر

* كتل النظائر من:
** G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. ج. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2021-05-19.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
* تركيب النظائر والكتل الذرية القياسية من:
** J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. ج. 75 ع. 6: 683–800. DOI:10.1351/pac200375060683. مؤرشف من الأصل في 2019-01-04.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
** M. E. Wieser (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. ج. 78 ع. 11: 2051–2066. DOI:10.1351/pac200678112051. مؤرشف من الأصل في 2019-01-04. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |laysummary= تم تجاهله (مساعدة)
* بيانات أعمار النصف واللف المغزلي والمتماكبات منتقاة من:
** G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. ج. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2021-05-19.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
** National Nuclear Data Center. "NuDat 2.1 database". Brookhaven National Laboratory. مؤرشف من الأصل في 2019-10-14. اطلع عليه بتاريخ September 2005. {{استشهاد ويب}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ الوصول= (مساعدة)
** N. E. Holden (2004). "Table of the Isotopes". في D. R. Lide (المحرر). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ط. 85th). CRC Press. Section 11. ISBN:978-0-8493-0485-9.