錫的同位素

錫（Sn，原子量：118.710(7)）共有71個同位素，由於錫的質子數為幻數50，因此錫的同位素相較於鄰近的核素都有較穩定的趨勢，例如錫有10個穩定同位素（3個觀測上穩定），是所有化學元素中穩定同位素最多的元素。錫的同位素包括兩種雙幻核：錫-100 （100 Sn ），發現於1994年、與錫-132 （132 Sn ）。 根據核殼層模型，錫的質子排佈為：1s21p61d101f141g102s22p6 ，正好填滿核殼層的第四個能階群（幻數50），因此錫相較於鄰近的同位素有較高的穩定性，且錫擁有的穩定同位素數是所有化學元素中，最多的一個。 天然存在的錫元素中含有11種同位素，主要由錫-120（120 Sn ）豐度最高，佔32.5%，約達三分之一、 錫-118（118 Sn ）豐度其次，佔24.2%構成，其餘包括錫-116（116 Sn ），豐度佔約14.5%、 錫-119（119 Sn ）豐度佔約8.59%、 錫-117（117 Sn ）豐度佔約7.68%、 錫-124（124 Sn ），豐度佔約5.79%、 錫-122（122 Sn ），豐度佔約4.63%，剩下的都是含量低於1%的微量元素，他們包括： 112 Sn （0.97%）、 114 Sn （0.66%）、 115 Sn （0.34%） 以及痕量的126 Sn ，其中有7個穩定同位素、3個觀測上穩定的同位素和一個長壽命放射性元素。 錫共有3個觀測上穩定的同位素，即理論上會衰變或已知放射性但半衰期只有下限，且目前尚未觀測到其衰變的現象，包括112 Sn ，應該會經由雙電子捕獲（β+β+）衰變成鎘-112（112 Cd ）、122 Sn ，應該會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-122（122 Te ），以及124 Sn ，應該會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-124（124 Te ），半衰期下限在100×1015年。 錫三種常見的同位素116 Sn 、118 Sn 和120 Sn ，是最簡單檢測並用NMR光譜進行分析的元素，其化學位移參考SnMe4。 錫-121m1（121m1 Sn ）是錫的一種放射性同位素，也是中等壽命裂變產物之一，為錫-121（121 Sn ）的核同質異能素之一，激發能量約為6.30 keV，半衰期有43.9年，比基態的121 Sn 擁有較高的穩定性，基態的121 Sn 半衰期只有約27小時。 在一般的熱中子反應堆，121m1 Sn 有非常低的裂變產率，因此，這種同位素並不是一個顯著的核廢料貢獻者，也就是說，它只占核廢料的極小部分。快速裂變或一些更重的錒系元素裂變會產生較高產量的121m1 Sn ，例如在鈾-235的熱中子裂變中，每次裂變的121m1 Sn 產率是0.0007%，在快速裂變中，每次裂變的產率是0.002%。 除了121m1 Sn 之外還有兩種核同質異能素，但他們的壽命都非常短，121m2 Sn 和121m3 Sn 的半衰期都以微秒計。 錫-126（126 Sn ）是錫的放射性同位素中，半衰期最長的同位素，其半衰期長達二十三萬年，並經由貝他衰變，衰變成短壽命的銻-126的同質異能素：126m1 Sb 與126m2 Sb ，且該衰變產物會經由核異構轉變衰變成126 Sb ，也就是說核子會從激發態的126m1 Sb 躍遷回126 Sb ，但在這個過程中會放出高能量的γ射綫光子，使得使得外部接觸到錫-126成為一大隱患。 錫-126是七種長壽命裂變產物之一，是其中質量在中等的產物之一。在目前幾乎所有的核電站使用的熱中子反應堆中，他有非常低的產額，從鈾-235產額約為0.056%，因為慢中子幾乎總是使鈾-235或鈽-239裂變成半不等。而在快速裂變、核武器或一些更重的錒系元素裂變如鉲，就會有較高的產額。 錫-126衰變能較大，而且是七種長壽裂變產物中唯一能釋放高能γ射綫的核素。但是這種核素產額很低。如果反應堆以鈾-235為燃料，在乏燃料中，每單位時間錫-126釋放出的能量是鍀-99的5%；如果反應堆以鈾-235（65%）和鈈-239（35%）為燃料，在乏燃料中，每單位時間錫-126釋放出的能量是鍀-99的20%。錫化學性質比較惰性，不易在環境中遷移，因此對人類健康影響不大。 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。 用括號括起來的數據代表不確定性。 穩定的衰變產物以粗體表示。 目前已知最重的質子比中子多的核素 理論上會經由雙電子捕獲（β+β+）衰變成鎘-112（112 Cd ） 核裂变产物 理論上會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-122（122 Te ） 理論上會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-124（124 Te ），半衰期下限在100×1015年 長壽命裂變產物 錫 錫-121m 幻数 (物理学)（核殼層模型） Meija, Juris; et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.  Universal Nuclide Chart. nucleonica. [2015-09-17]. （原始内容存档于2017-02-19）.  含有內容需登入查看的頁面 (link) Identification and decay spectroscopy of 100Sn at the GSI projectile fragment separator FRS, K. Sümmerer et al., Nucl. Phys. A616, 341 (1997). Shell Model of Nucleus. HyperPhysics. [2015-09-18]. （原始内容存档于2018-08-31）.  Talmi, Igal. Simple Models of Complex Nuclei: The Shell Model and the Interacting Boson Model. Harwood Academic Publishers. 1993 [2015-09-18]. ISBN 3-7186-0551-1. （原始内容存档于2016-03-05）.  Radoslav Jovanovic, Magic Numbers and the Pascal Triangle （页面存档备份，存于互联网档案馆） S. Bjornholm, Clusters, condensed matter in embryonic form （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Contemp. Phys. 31 1990 pp. 309-324 (p. 312). V. Ladma, Magic Numbers （页面存档备份，存于互联网档案馆） G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A.H. Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003). National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, information extracted from the NuDat 2.1 database （页面存档备份，存于互联网档案馆）. (Retrieved Sept. 2005, from the code of the popup boxes). David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes. Interactive NMR Frequency Map. [2009-05-05]. （原始内容存档于2011-06-04）.  Nuclear Wastes: Technologies for Separations and Transmutation. National Academies Press. 1996 [2015-09-18]. ISBN 978-0-309-05226-9. （原始内容存档于2014-07-05）.  The Nuclear Alchemy Gamble: An Assessment of Transmutation as a Nuclear Waste Management Strategy. [2015-09-18]. （原始内容存档于2011-05-30）.  M.B. Chadwick et al, "ENDF/B-VII.1: Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data", Nucl. Data Sheets 112(2011)2887. (accessed at www-nds.iaea.org/exfor/endf.htm) ANL factsheet 互联网档案馆的存檔，存档日期2009-12-29. ead.anl.gov Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation 互联网档案馆的存檔，存档日期2008-09-23. by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003). Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) （页面存档备份，存于互联网档案馆）.