Anexo:Isótopos de gadolinio

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El gadolinio natural (64Gd) se compone de 6 isótopos estables, 154Gd, 155Gd, 156Gd, 157Gd, 158Gd y 160Gd, y un radioisótopo, 152Gd, siendo 158Gd el más abundante (24,84% de abundancia natural). La doble desintegración beta predicha de 160Gd nunca se ha observado; solo se ha establecido experimentalmente un límite inferior en su vida media de más de 1,3×1021 años.[1]

Treinta radioisótopos se han caracterizado, siendo el más estable el 152Gd con desintegración alfa (de origen natural) con una vida media de 1,08×1014 años y 150Gd con una vida media de 1,79×106 años. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias de menos de 74,7 años. La mayoría de estos tienen vidas medias menores a 24,6 segundos. Los isótopos de gadolinio tienen 10 isómeros metaestables, siendo el más estable 143mGd (t1/2 = 110 segundos), 145mGd (t1/2 = 85 segundos) y 141mGd (t1/2 = 24.5 segundos).

El modo de desintegración primario a pesos atómicos más bajos que el isótopo estable más abundante, 158Gd, es la captura electrónica, y el modo primario a pesos atómicos más altos es la desintegración beta. Los productos de descomposición primaria para isótopos de pesos inferiores a 158Gd son isótopos de europio y los productos primarios con pesos más altos son isótopos de terbio.

El gadolinio 153 tiene una vida media de 240,4 ± 10 días y emite radiación gamma con picos fuertes a 41 keV y 102 keV. Se utiliza como una fuente de rayos gamma para la absorciometría y fluorescencia de rayos X, para medidores de densidad ósea para el cribado de la osteoporosis y para los perfiles radiométricos en el sistema de imágenes por rayos X. En medicina nuclear, sirve para calibrar los equipos necesarios, como los sistemas de tomografía computarizada de emisión monofotónica (SPECT) para hacer radiografías. Asegura que las máquinas funcionen correctamente para producir imágenes de distribución de radioisótopos dentro del paciente. Este isótopo se produce en un reactor nuclear de europio o gadolinio enriquecido.[2]​ También puede detectar la pérdida de calcio en la cadera y la espalda, lo que permite diagnosticar la osteoporosis.[3]

El gadolinio 148 sería ideal para los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) debido a su vida media de 74 años, alta densidad y modo de desintegración alfa dominante. Sin embargo, el gadolinio 148 no puede sintetizarse económicamente en cantidades suficientes para alimentar un RTG.[4]

Tabla de isótopos[editar]

Símbolo
del nucleido
Z(p) N(n)  
Masa isotópica (u)
 
Vida media[n 1] Método(s) de
decaimiento [5][n 2]
Isótopo(s)
hijo(s)[n 3]
Espín
nuclear
Composición
isotópica
representativa
(fracción molar)
Rango de variación
natural
(fracción molar)
Energía de excitación
134Gd 64 70 133.95537(43)# 0.4# s 0+
135Gd 64 71 134.95257(54)# 1.1(2) s 3/2−
136Gd 64 72 135.94734(43)# 1# s [>200 ns] β+ 136Eu
137Gd 64 73 136.94502(43)# 2.2(2) s β+ 137Eu 7/2+#
β+, p (raro) 136Sm
138Gd 64 74 137.94012(21)# 4.7(9) s β+ 138Eu 0+
138mGd 2232.7(11) keV 6(1) µs (8−)
139Gd 64 75 138.93824(21)# 5.7(3) s β+ 139Eu 9/2−#
β+, p (raro) 138Sm
139mGd 250(150)# keV 4.8(9) s 1/2+#
140Gd 64 76 139.93367(3) 15.8(4) s β+ 140Eu 0+
141Gd 64 77 140.932126(21) 14(4) s β+ (99.97%) 141Eu (1/2+)
β+, p (.03%) 140Sm
141mGd 377.8(2) keV 24.5(5) s β+ (89%) 141Eu (11/2−)
TI (11%) 141Gd
142Gd 64 78 141.92812(3) 70.2(6) s β+ 142Eu 0+
143Gd 64 79 142.92675(22) 39(2) s β+ 143Eu (1/2)+
β+, α (raro) 139Pm
β+, p (raro) 142Sm
143mGd 152.6(5) keV 110.0(14) s β+ 143Eu (11/2−)
β+, α (raro) 139Pm
β+, p (raro) 142Sm
144Gd 64 80 143.92296(3) 4.47(6) min β+ 144Eu 0+
145Gd 64 81 144.921709(20) 23.0(4) min β+ 145Eu 1/2+
145mGd 749.1(2) keV 85(3) s TI (94.3%) 145Gd 11/2−
β+ (5.7%) 145Eu
146Gd 64 82 145.918311(5) 48.27(10) d CE 146Eu 0+
147Gd 64 83 146.919094(3) 38.06(12) h β+ 147Eu 7/2−
147mGd 8587.8(4) keV 510(20) ns (49/2+)
148Gd 64 84 147.918115(3) 74.6(30) y α 144Sm 0+
β+β+ (raro) 148Sm
149Gd 64 85 148.919341(4) 9.28(10) d β+ 149Eu 7/2−
α (4.34×10−4%) 145Sm
150Gd 64 86 149.918659(7) 1.79(8)×106 y α 146Sm 0+
β+β+ (raro) 150Sm
151Gd 64 87 150.920348(4) 124(1) d CE 151Eu 7/2−
α (10−6%) 147Sm
152Gd[n 4] 64 88 151.9197910(27) 1.08(8)×1014 y α 148Sm 0+ 0.0020(1)
153Gd 64 89 152.9217495(27) 240.4(10) d CE 153Eu 3/2−
153m1Gd 95.1737(12) keV 3.5(4) µs (9/2+)
153m2Gd 171.189(5) keV 76.0(14) µs (11/2−)
154Gd 64 90 153.9208656(27) Isótopo observablemente estable[n 5] 0+ 0.0218(3)
155Gd[n 6] 64 91 154.9226220(27) Isótopo observablemente estable[n 7] 3/2− 0.1480(12)
155mGd 121.05(19) keV 31.97(27) ms TI 155Gd 11/2−
156Gd[n 6] 64 92 155.9221227(27) Estable 0+ 0.2047(9)
156mGd 2137.60(5) keV 1.3(1) µs 7-
157Gd[n 6] 64 93 156.9239601(27) Estable 3/2− 0.1565(2)
158Gd[n 6] 64 94 157.9241039(27) Estable 0+ 0.2484(7)
159Gd[n 6] 64 95 158.9263887(27) 18.479(4) h β 159Tb 3/2−
160Gd[n 6] 64 96 159.9270541(27) Isótopo observablemente estable[n 8] 0+ 0.2186(19)
161Gd 64 97 160.9296692(29) 3.646(3) min β 161Tb 5/2−
162Gd 64 98 161.930985(5) 8.4(2) min β 162Tb 0+
163Gd 64 99 162.93399(32)# 68(3) s β 163Tb 7/2+#
164Gd 64 100 163.93586(43)# 45(3) s β 164Tb 0+
165Gd 64 101 164.93938(54)# 10.3(16) s β 165Tb 1/2−#
166Gd 64 102 165.94160(64)# 4.8(10) s β 166Tb 0+
167Gd 64 103 166.94557(64)# 3# s β 167Tb 5/2−#
168Gd 64 104 167.94836(75)# 300# ms β 168Tb 0+
169Gd 64 105 168.95287(86)# 1# s β 169Tb 7/2−#
  1. Negrilla para isótopos con vidas medias mayores a la edad del universo
  2. Abreviaciones:
    CE: Captura electrónica
    TI: Transición isomérica
  3. Negrilla para los isótopos estables, negrilla y cursiva para isótopos con vidas medias mayores a la edad del universo
  4. Radioisótopo primordial
  5. Se cree que sufre una desintegración α a 150Sm
  6. a b c d e f Productos de la fisión nuclear
  7. Se cree que sufre una desintegración α a 151Sm
  8. Se cree que sufre una desintegración ββ a 160Dy con una vida media de más de 1.3×1021 años

Notas[editar]

  • Se conocen muestras geológicamente excepcionales en las que la composición isotópica se encuentra fuera del intervalo indicado. La incertidumbre en la masa atómica puede exceder el valor declarado para tales especímenes.
  • Los valores marcados con # no se derivan puramente de los datos experimentales, sino de las tendencias sistemáticas. Los espines de asignación débiles se incluyen entre paréntesis.
  • Las incertidumbres se dan en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos. Los valores de incertidumbre indican una desviación estándar, excepto la composición isotópica y el peso atómico atómico estándar del IUPAC, que utilizan incertidumbres expandidas.

Referencias[editar]

  1. F. A. Danevich (2001). «Quest for double beta decay of 160Gd and Ce isotopes». Nuclear Physics A 694: 375. Bibcode:2001NuPhA.694..375D. arXiv:nucl-ex/0011020. doi:10.1016/S0375-9474(01)00983-6. 
  2. «PNNL: Isotope Sciences Program – Gadolinium-153». pnl.gov. Archivado desde el original el 27 de mayo de 2009. 
  3. «Gadolinium». BCIT Chemistry Resource Center. British Columbia Institute of Technology. Consultado el 30 de marzo de 2011. 
  4. Radioisotope Power Systems: An Imperative for Maintaining U.S. Leadership in Space Exploration. 2009. doi:10.17226/12653. 
  5. «Universal Nuclide Chart». nucleonica. (requiere registro).