Isotop zirkonium

Zirkonium (40Zr) yang terbentuk secara alami terdiri dari empat isotop stabil (salah satunya mungkin ditemukan menjadi radioaktif di masa depan), dan satu radioisotop berumur sangat panjang (96Zr), sebuah nuklida primordial yang meluruh melalui peluruhan beta ganda dengan waktu paruh 2,0 tahun; ia juga dapat mengalami peluruhan beta tunggal, yang belum teramati, tetapi nilai prediksi teoritis dari t1/2-nya adalah 2,4 tahun. Radioisotop paling stabil kedua adalah 93Zr, yang memiliki waktu paruh 1,53 juta tahun. Tiga puluh radioisotop lainnya telah diamati. Semuanya memiliki waktu paruh kurang dari satu hari kecuali 95Zr (64,02 hari), 88Zr (83,4 hari), dan 89Zr (78,41 jam). Mode peluruhan utama untuk isotop yang lebih ringan daripada 92Zr adalah penangkapan elektron, sedangkan untuk isotop yang lebih berat adalah peluruhan beta.

Daftar isotop

|-
| 78Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 38
| 77,95523(54)#
| 50# mdtk[>170 ndtk]
|
|
| 0+
|
|
|-
| rowspan=2|79Zr
| rowspan=2 style="text-align:right" | 40
| rowspan=2 style="text-align:right" | 39
| rowspan=2|78,94916(43)#
| rowspan=2|56(30) mdtk
| β+, p
| 78Sr
| rowspan=2|5/2+#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+
| 79Y
|-
| 80Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 40
| 79,9404(16)
| 4,6(6) dtk
| β+
| 80Y
| 0+
|
|
|-
| rowspan=2|81Zr
| rowspan=2 style="text-align:right" | 40
| rowspan=2 style="text-align:right" | 41
| rowspan=2|80,93721(18)
| rowspan=2|5,5(4) dtk
| β+ (>99,9%)
| 81Y
| rowspan=2|(3/2−)#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+, p (<0,1%)
| 80Sr
|-
| 82Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 42
| 81,93109(24)#
| 32(5) dtk
| β+
| 82Y
| 0+
|
|
|-
| rowspan=2|83Zr
| rowspan=2 style="text-align:right" | 40
| rowspan=2 style="text-align:right" | 43
| rowspan=2|82,92865(10)
| rowspan=2|41,6(24) dtk
| β+ (>99,9%)
| 83Y
| rowspan=2|(1/2−)#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+, p (<0,1%)
| 82Sr
|-
| 84Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 44
| 83,92325(21)#
| 25,9(7) mnt
| β+
| 84Y
| 0+
|
|
|-
| 85Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 45
| 84,92147(11)
| 7,86(4) mnt
| β+
| 85Y
| 7/2+
|
|
|-
| rowspan=2 style="text-indent:1em" | 85mZr
| rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 292,2(3) keV
| rowspan=2|10,9(3) dtk
| IT (92%)
| 85Zr
| rowspan=2|(1/2−)
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+ (8%)
| 85Y
|-
| 86Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 46
| 85,91647(3)
| 16,5(1) jam
| β+
| 86Y
| 0+
|
|
|-
| 87Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 47
| 86,914816(9)
| 1,68(1) jam
| β+
| 87Y
| (9/2)+
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | 87mZr
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 335,84(19) keV
| 14,0(2) dtk
| IT
| 87Zr
| (1/2)−
| 
| 
|-
| 88Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 48
| 87,910227(11)
| 83,4(3) hri
| EC
| 88Y
| 0+
|
|
|-
| 89Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 49
| 88,908890(4)
| 78,41(12) jam
| β+
| 89Y
| 9/2+
|
|
|-
| rowspan=2 style="text-indent:1em" | 89mZr
| rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 587,82(10) keV
| rowspan=2|4,161(17) mnt
| IT (93,77%)
| 89Zr
| rowspan=2|1/2−
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+ (6,23%)
| 89Y
|-
| 90Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 50
| 89,9047044(25)
| colspan=3 align=center|Stabil
| 0+
| 0,5145(40)
|
|-
| style="text-indent:1em" | 90m1Zr
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 2319,000(10) keV
| 809,2(20) mdtk
| IT
| 90Zr
| 5-
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | 90m2Zr
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 3589,419(16) keV
| 131(4) ndtk
|
|
| 8+
|
|
|-
| 91Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 51
| 90,9056458(25)
| colspan=3 align=center|Stabil
| 5/2+
| 0,1122(5)
|
|-
| style="text-indent:1em" | 91mZr
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 3167,3(4) keV
| 4,35(14) μdtk
|
|
| (21/2+)
|
|
|-
| 92Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 52
| 91,9050408(25)
| colspan=3 align=center|Stabil
| 0+
| 0,1715(8)
|
|-
| rowspan=2 | 93Zr
| rowspan=2 style="text-align:right" | 40
| rowspan=2 style="text-align:right" | 53
| rowspan=2 | 92,9064760(25)
| rowspan=2 | 1,53(10) thn
| β− (73%)
| 93mNb
| rowspan=2 | 5/2+
| rowspan=2 |
| rowspan=2 |
|-
| β− (27%)
| 93Nb
|-
| 94Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 54
| 93,9063152(26)
| colspan=3 align=center|Stabil Secara Pengamatan
| 0+
| 0,1738(28)
|
|-
| 95Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 55
| 94,9080426(26)
| 64,032(6) hri
| β−
| 95Nb
| 5/2+
|
|
|-
| 96Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 56
| 95,9082734(30)
| 20(4) thn
| β−β−
| 96Mo
| 0+
| 0,0280(9)
|
|-
| 97Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 57
| 96,9109531(30)
| 16,744(11) jam
| β−
| 97mNb
| 1/2+
|
|
|-
| 98Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 58
| 97,912735(21)
| 30,7(4) dtk
| β−
| 98Nb
| 0+
|
|
|-
| 99Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 59
| 98,916512(22)
| 2,1(1) dtk
| β−
| 99mNb
| 1/2+
|
|
|-
| 100Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 60
| 99,91776(4)
| 7,1(4) dtk
| β−
| 100Nb
| 0+
|
|
|-
| 101Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 61
| 100,92114(3)
| 2,3(1) dtk
| β−
| 101Nb
| 3/2+
|
|
|-
| 102Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 62
| 101,92298(5)
| 2,9(2) dtk
| β−
| 102Nb
| 0+
|
|
|-
| 103Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 63
| 102,92660(12)
| 1,3(1) dtk
| β−
| 103Nb
| (5/2−)
|
|
|-
| 104Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 64
| 103,92878(43)#
| 1,2(3) dtk
| β−
| 104Nb
| 0+
|
|
|-
| rowspan=2|105Zr
| rowspan=2 style="text-align:right" | 40
| rowspan=2 style="text-align:right" | 65
| rowspan=2|104,93305(43)#
| rowspan=2|0,6(1) dtk
| β− (>99,9%)
| 105Nb
| rowspan=2|
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−, n (<0,1%)
| 104Nb
|-
| 106Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 66
| 105,93591(54)#
| 200# mdtk[>300 ndtk]
| β−
| 106Nb
| 0+
|
|
|-
| 107Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 67
| 106,94075(32)#
| 150# mdtk[>300 ndtk]
| β−
| 107Nb
|
|
|
|-
| 108Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 68
| 107,94396(64)#
| 80# mdtk[>300 ndtk]
| β−
| 108Nb
| 0+
|
|
|-
| 109Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 69
| 108,94924(54)#
| 60# mdtk[>300 ndtk]
|
|
|
|
|
|-
| 110Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 70
| 109,95287(86)#
| 30# mdtk[>300 ndtk]
|
|
| 0+
|
|
|-
| 111Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 71
| 
| 
|
|
|
|
|
|-
| 112Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 72
| 
| 
|
|
| 0+
|
|
|-
| 113Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 73
| 
| 
|
|
|
|
|
|-
| 114Zr
| style="text-align:right" | 40
| style="text-align:right" | 74
| 
| 
|
|
| 0+
|
|

Zirkonium-88
Zirkonium-88 adalah sebuah radioisotop zirkonium dengan waktu paruh 83,4 hari. Pada Januari 2019, isotop ini ditemukan memiliki penampang tangkapan neutron sekitar 861.000 barn; ini beberapa kali lipat lebih besar dari yang diperkirakan, dan lebih besar dari nuklida lainnya kecuali 135Xe.

Zirkonium-89
Zirkonium-89 adalah sebuah radioisotop zirkonium dengan waktu paruh 78,41 jam. Ia diproduksi oleh iradiasi proton dari 89Y alami. Foton gamanya yang paling menonjol memiliki energi 909 keV.

89Zr digunakan dalam aplikasi diagnostik khusus menggunakan pencitraan tomografi emisi positron, misalnya, dengan antibodi berlabel zirkonium-89 (immuno-PET).

Zirkonium-93

Zirkonium-93 adalah sebuah radioisotop zirkonium dengan waktu paruh 1,53 juta tahun, meluruh melalui emisi partikel beta berenergi rendah. 73% dari total peluruhan mengisi keadaan tereksitasi 93Nb, yang meluruh dengan waktu paruh 14 tahun dan sinar gama berenergi rendah ke keadaan dasar 93Nb yang stabil, sedangkan 27% sisa peluruhan langsung mengisi keadaan dasar. Ia adalah salah satu dari hanya 7 produk fisi berumur panjang. Aktivitas spesifik yang rendah dan energi radiasi yang rendah membatasi bahaya radioaktif dari isotop ini.

Fisi nuklir menghasilkannya pada hasil fisi 6,3% (fisi neutron termal 235U), setara dengan produk fisi paling melimpah lainnya. Reaktor nuklir biasanya mengandung sejumlah besar zirkonium sebagai kelongsong batang bahan bakar (lihat Zircaloy), dan iradiasi neutron 92Zr juga menghasilkan beberapa 93Zr, meskipun hal ini dibatasi oleh penampang tangkapan neutron 92Zr yang rendah sebesar 0,22 barn. Memang salah satu alasan utama untuk menggunakan zirkonium dalam kelongsong batang bahan bakar adalah penampangnya yang rendah.

93Zr juga memiliki penampang tangkapan neutron rendah sebesar 0,7 barn. Sebagian besar zirkonium fisi terdiri dari isotop lain; isotop lain dengan penampang penyerapan neutron yang signifikan adalah 91Zr dengan penampang sebesar 1,24 barn. 93adalah kandidat yang kurang menarik untuk dibuang melalui transmutasi nuklir dibandingkan dengan 99Tc dan 129I. Mobilitas dalam tanah relatif rendah, sehingga pembuangan secara geologis dapat menjadi solusi yang memadai. Sebagai alternatif, jika efek pada ekonomi neutron dari penampang 93Zr yang lebih tinggi dianggap dapat diterima, kelongsong yang diiradiasi dan produk fisi zirkonium (yang dicampur bersama dalam sebagian besar metode pemrosesan ulang nuklir saat ini) dapat digunakan untuk membentuk kelongsong Zircaloy baru. Setelah kelongsong berada di dalam reaktor, tingkat radioaktivitas yang relatif rendah dapat ditoleransi, tetapi transportasi dan manufaktur mungkin memerlukan tindakan pencegahan khusus.

Referensi

 Massa isotop dari:

 Komposisi isotop dan massa atom standar dari:

 Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.

Isotop zirkonium
Zirkonium
Zirkonium