하프늄 동위 원소

자연계에 존재하는 하프늄의 동위 원소는 174Hf, 176Hf, 177Hf, 178Hf, 179Hf, 180Hf이 존재한다. 이들 중 174Hf은 반감기가 2.0x1015년인 방사성 핵자이지만 반감기가 매우 길어 안정 동위 원소로 취급한다.

174Hf, 177Hf, 179Hf는 열중성자 흡수율이 매우 높다. 따라서 하프늄이 원자로의 제어봉의 연료로 쓰이는데 주요한 역할을 하는 동위체이다.

180Hf은 하프늄의 안정 동위 원소들 중 존재비가 가장 풍부하다.

182Hf은 반감기가 890만년이나 되기 때문에 태양계 초창기에 존재했었지만 반감기가 짧아 이른 시기에 사라졌다.
하지만 현재도 자연계에 발견하기조차 어려울 만큼의 극미량이 존재할 것으로 예상된다. 왜냐하면 현재는 안정 동위 원소로 분류되는 186W이 혹시나 붕괴한다면 182Hf이 매우 극미량 존재할 수도 있기 때문이다. 하지만 186W은 안정 동위 원소로 분류되며, 현재까지 붕괴되는 모습은 관측되지 않았다. 어쩌면 예측과 다르게 186W은 붕괴하지 않으며, 이 예측은 틀릴 수도 있다.

 표 
 핵자수 Z(p) N(n)  동위 원소 질량 (u)  반감기안정 동위 원소는 굵은 글씨로 표기, 우주의 나이보다 반감기가 긴 동위 원소의 반감기는 굵은 흘림체로 표기 붕괴방식약어:ε: 전자 포획IT: 이성질핵 전이 붕괴 생성동위 원소안정 동위 원소는 굵은 글씨로 표기. 핵스핀 자연계에 존재하는동위 원소범위(몰 분율) 자연계에 존재하는최대 범위(몰 분율) 들뜬 에너지 153Hf 72 81 152.97069(54)# 400# ms [>200 ns] 1/2+# 153mHf 750(100)# keV 500# ms 11/2-#154Hf 72 82153.96486(54)#2(1) sec β+ 154Lu0+ α (드묾) 150Yb155Hf 72 83154.96339(43)#890(120) ms β+ 155Lu7/2-# α (드묾) 151Yb156Hf 72 84155.95936(22)23(1) ms α (97%) 152Yb0+ β+ (3%) 156Lu 156mHf 1959.0(10) keV 480(40) µs 8+157Hf 72 85156.95840(21)#115(1) ms α (86%) 153Yb7/2- β+ (14%) 157Lu158Hf 72 86157.954799(19)2.84(7) sec β+ (55%) 158Lu0+ α (45%) 154Yb159Hf 72 87158.953995(18)5.20(10) sec β+ (59%) 159Lu7/2-# α (41%) 155Yb160Hf 72 88159.950684(12)13.6(2) sec β+ (99.3%) 160Lu0+ α (0.7%) 156Yb161Hf 72 89160.950275(24)18.2(5) sec β+ (99.7%) 161Lu3/2-# α (0.3%) 157Yb162Hf 72 90161.94721(1)39.4(9) sec β+ (99.99%) 162Lu0+ α (0.008%) 158Yb163Hf 72 91162.94709(3)40.0(6) sec β+ 163Lu3/2-# α (10−4%) 159Yb 164Hf 72 92 163.944367(22) 111(8) sec β+ 164Lu 0+ 165Hf 72 93 164.94457(3) 76(4) sec β+ 165Lu (5/2-) 166Hf 72 94 165.94218(3) 6.77(30) min β+ 166Lu 0+ 167Hf 72 95 166.94260(3) 2.05(5) min β+ 167Lu (5/2)- 168Hf 72 96 167.94057(3) 25.95(20) min β+ 168Lu 0+ 169Hf 72 97 168.94126(3) 3.24(4) min β+ 169Lu (5/2)- 170Hf 72 98 169.93961(3) 16.01(13) hr ε 170Lu 0+ 171Hf 72 99 170.94049(3) 12.1(4) hr β+ 171Lu 7/2(+) 171mHf 21.93(9) keV 29.5(9) sec IT 171Hf 1/2(-) 172Hf 72 100 171.939448(26) 1.87(3) yr ε 172Lu 0+ 172mHf 2005.58(11) keV 163(3) ns (8-) 173Hf 72 101 172.94051(3) 23.6(1) hr β+ 173Lu 1/2- 174Hf태양계 초창기부터 존재해 왔었던 방사성 핵자. 72 102 173.940046(3) 2.0(4)×1015 yr α 170Yb 0+ 0.0016(1) 0.001619-0.001621 174m1Hf 1549.3 keV 138(4) ns (6+) 174m2Hf 1797.5(20) keV 2.39(4) µs (8-) 174m3Hf 1797.5 keV 2.39(4) µs (8-) 174m4Hf 3311.7 keV 3.7(2) µs (14+) 175Hf 72 103 174.941509(3) 70(2) days β+ 175Lu 5/2- 176Hf루테튬-하프늄 방사성 연대 측정에 이용. 72 104 175.9414086(24)관찰상 안정α 붕괴를 통해 172Yb으로 붕괴할 수 있다. 0+ 0.0526(7) 0.05206-0.05271 177Hf 72 105 176.9432207(23)관찰상 안정α 붕괴를 통해 173Yb으로 붕괴할 수 있다. 7/2- 0.1860(9) 0.18593-0.18606 177m1Hf 1315.4504(8) keV 1.09(5) sec 23/2+ 177m2Hf 1342.38(20) keV 55.9(12) µs (19/2-) 177m3Hf 2740.02(15) keV 51.4(5) min 37/2- 178Hf 72 106 177.9436988(23)관찰상 안정α 붕괴를 통해 174Yb으로 붕괴할 수 있다. 0+ 0.2728(7) 0.27278-0.27297 178m1Hf 1147.423(5) keV 4.0(2) sec 8- 178m2Hf 2573.5(5) keV 68(2) µs (14-) 178m3Hf 2445.69(11) keV 31(1) yr 16+ 179Hf 72 107 178.9458161(23)관찰상 안정α 붕괴를 통해 175Yb으로 붕괴할 수 있다. 9/2+ 0.1362(2) 0.13619-0.1363 179m1Hf 375.0367(25) keV 18.67(4) sec 1/2- 179m2Hf 1105.84(19) keV 25.05(25) days 25/2- 180Hf 72 108 179.9465500(23)관찰상 안정α 붕괴를 통해 176Yb으로 붕괴할 수 있다. 0+ 0.3508(16) 0.35076-0.351 180m1Hf 1141.48(4) keV 5.47(4) hr 8- 180m2Hf 1374.15(4) keV 0.57(2) µs (4-) 180m3Hf 2425.8(10) keV 15(5) µs (10+) 180m4Hf 2486.3(9) keV 10(1) µs 12+ 180m5Hf 2538.3(12) keV >10 µs (14+) 180m6Hf 3599.3(18) keV 90(10) µs (18-) 181Hf 72 109 180.9491012(23) 42.39(6) days β- 181Ta 1/2- 181m1Hf 595(3) keV 80(5) µs (9/2+) 181m2Hf 1040(10) keV ~100 µs (17/2+) 181m3Hf 1738(10) keV 1.5(5) ms (27/2-) 182Hf186W의 α 붕괴 후의 생성물로써 자연계에 존재할 수 있다고 믿고 있다.(하지만 현재 186W은 안정 동위 원소에 포함되어 있으므로 예상과 다르게 틀릴 수도 있다.)''' 72 110 181.950554(7) 8.90(9)×106 yr β- 182Ta 0+ 182mHf 1172.88(18) keV61.5(15) min β- (58%) 182Ta8- IT (42%) 182Hf 183Hf 72 111 182.95353(3) 1.067(17) hr β- 183Ta (3/2-) 184Hf 72 112 183.95545(4) 4.12(5) hr β- 184Ta 0+ 184mHf 1272.4(4) keV 48(10) sec β- 184Ta 8- 185Hf 72 113 184.95882(21)# 3.5(6) min β- 185Ta 3/2-# 186Hf 72 114 185.96089(32)# 2.6(12) min β- 186Ta 0+ 187Hf 72 115 186.96459(43)# 30# s [>300 ns] 188Hf 72 116 187.96685(54)# 20# s [>300 ns] 0+

동위 원소

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