Izotopi ai fluorului
Izotopii fluorului sunt soiuri ale elementului chimic fluor , care au un număr diferit de neutroni în nucleul atomic . Izotopii de fluor sunt cunoscuți cu numere de masă de la 14 la 31 (număr de protoni 9, neutroni de la 5 la 22) și 2 izomeri nucleari .
Singurul izotop stabil al fluorului este 19 F , abundența sa izotopică naturală este de 100% [1] . Astfel, fluorul este un element monoizotopic . Cel mai lung radioizotop este 18 F, cu un timp de înjumătățire de 110 minute.
Fluor-18
Izotopul 18 F este o sursă de pozitroni . Folosit în medicina nucleară ca marker în produsele farmaceutice de diagnosticare cu fluor, cum ar fi fluorodeoxiglucoza (FDG), fluorura de sodiu , fluoretil-L-tirozină prin tomografie cu emisie de pozitroni . [2] Izotopul are un timp de înjumătățire optim și o energie de radiație moderată pentru a minimiza daunele aduse pacientului. Timpul scurt de înjumătățire (110 minute) necesită o rată mare de sinteză și livrare a medicamentului către pacient, astfel încât acceleratorul și laboratorul farmaceutic sunt construite în imediata apropiere a unității medicale.
Activitate 3,52⋅10 18 Bq /gram. ~97% din dezintegrari trec prin canalul de dezintegrare a pozitronilor , ~3% prin canalul de captare a electronilor . În ambele cazuri, izotopul fiică este 18 O . În timpul dezintegrarii pozitronilor, energia maximă a pozitronilor este de 0,63 MeV, media este de 0,25 MeV [3] [4] . Anihilarea unui pozitron cu un electron produce două raze gamma cu o energie de 511 keV.
18 F este sintetizat pe acceleratori prin iradierea țintei cu protoni de 18 O. Ținta chimică este de obicei apa (compoziție izotopică naturală sau îmbogățită în izotopul 18 O). Facilitățile medicale folosesc de obicei ciclotroni , mai puțin frecvent acceleratoare liniare.
În Rusia, există mai multe centre medicale care efectuează sinteza 18 F și diagnosticare folosind preparatele sale [2] [5] [6] .
Proprietăți radioactive
Proprietățile radioactive ale unor izotopi de fluor sunt prezentate în tabel:
| Numar de masa | Reacția de primire [7] | Timp de înjumătățire [1] | Tip de dezintegrare |
|---|---|---|---|
| 17 | 9Be ( 14N , 6He ); 14N ( 14N , 11B ); 14N (a,n); 16O (d,n); 16O (p,y), 16O ( 14N , 13C ); 19 F(γ,2n) | 64,49 s | β + |
| optsprezece | 9 Be( 14 N, 5 He); 14N ( 14N , 10B ); 16O (α,pn); 18O (p,n); 19F (n,2n); 19 F(d,T) | 109,771 min | β + |
| douăzeci | 19F (d,p); 19 F(n,y); 23 Na(n,α) | 11.163 s | β - , γ |
| 21 | F(T,p) | 4.158 s | β - , γ |
Tabelul izotopilor de fluor
| Simbolul nuclidului |
Z (p) | N ( n ) | Masa izotopului [8] ( a.u.m. ) |
Timp de înjumătățire [9] (T 1/2 ) |
Canal de dezintegrare | Produs de degradare | Spinul și paritatea nucleului [9] |
Prevalența izotopului în natură |
Gama de modificări ale abundenței izotopice în natură |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energia de excitare | |||||||||
| 13F [ 10] | 9 | patru | p | 12 O | |||||
| 14F _ | 9 | 5 | 14.03432(4) | 500(60)⋅10 −24 s [910 keV] |
p | 13 O | 2− | ||
| 15F _ | 9 | 6 | 15,017785(15) | 1,1(0,3)⋅10 −21 s [1,0(2) MeV] |
p | 14 O | 1/2+ | ||
| 16F _ | 9 | 7 | 16.011466(9) | 11(6)⋅10 −21 s [40(20) keV] |
p | 15 O | 0− | ||
| 17F _ | 9 | opt | 17.00209524(27) | 64.370(27) art | β + | 17 O | 5/2+ | ||
| 18F _ | 9 | 9 | 18,0009373(5) | 109,739(9) min | β + (96,86%) | 18 O | 1+ | ||
| EZ (3,14%) | 18 O | ||||||||
| 18mF _ | 1121,36(15) keV | 162(7) ns | IP | 18F _ | 5+ | ||||
| 19F _ | 9 | zece | 18,9984031629(9) | grajd | 1/2+ | 1,0000 | |||
| 20F _ | 9 | unsprezece | 19,99998125(3) | 11.163(8) art | β − | 20 Ne | 2+ | ||
| 21F _ | 9 | 12 | 20,9999489(19) | 4.158(20) art | β − | 21 Ne | 5/2+ | ||
| 22F _ | 9 | 13 | 22,002999(13) | 4.23(4) s | β - (89%) | 22 Ne | (4+) | ||
| β − , n (11%) | 21 Ne | ||||||||
| 23F _ | 9 | paisprezece | 23,00353(4) | 2.23(14) art | β − (86%) | 23 Ne | 5/2+ | ||
| β − , n (14%) | 22 Ne | ||||||||
| 24F _ | 9 | cincisprezece | 24,00810(10) | 384(16) ms | β − (94,1%) | 24 Ne | 3+ | ||
| β − , n (5,9%) | 23 Ne | ||||||||
| 25F _ | 9 | 16 | 25.01217(10) | 80(9) ms | β − (76,9%) | 25 Ne | (5/2+) | ||
| β − , n (23,1%) | 24 Ne | ||||||||
| 26F _ | 9 | 17 | 26.02002(12) | 8,2(9) ms | β − (86,5%) | 26 Ne | 1+ | ||
| β − , n (13,5%) | 25 Ne | ||||||||
| 26 mF _ | 643,4(1) keV | 2.2(1) ms | IP (82%) | 26F _ | (4+) | ||||
| β − , n (12%) | 25 Ne | ||||||||
| β − (6%) | 26 Ne | ||||||||
| 27F _ | 9 | optsprezece | 27,02732(42) | 4,9(2) ms | β − , n (77%) | 26 Ne | 5/2+# | ||
| β − (23%) | 27 Ne | ||||||||
| 28F _ | 9 | 19 | 28,03622(42) | 46⋅10 −21 s | n | 27F _ | |||
| 29F _ | 9 | douăzeci | 29,04310(56) | 2,5(3) ms | β − , n (60%) | 28 Ne | 5/2+# | ||
| β - (40%) | 29 Ne | ||||||||
| 31 F | 9 | 22 | 31.06027(59)# | 1 # ms [>260 ns] | β − | 31 Ne | 5/2+# | ||
Explicații la tabel
- Abundența de izotopi este dată pentru majoritatea probelor naturale.
- Indicii 'm', 'n', 'p' (lângă simbol) denotă stările izomerice excitate ale nuclidului.
- Valorile marcate cu un hash (#) nu sunt derivate numai din datele experimentale, ci sunt (cel puțin parțial) estimate din tendințele sistematice ale nuclizilor vecini (cu aceleași rapoarte Z și N ). Rotirea incertitudinii și/sau valorile de paritate sunt incluse în paranteze.
- Incertitudinea este dată ca un număr între paranteze, exprimat în unități ale ultimei cifre semnificative, înseamnă o abatere standard (cu excepția abundenței și a masei atomice standard a unui izotop conform datelor IUPAC , pentru care este o definiție mai complexă a incertitudinii). folosit). Exemple: 29770,6(5) înseamnă 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) înseamnă 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) înseamnă −2200,2 ± 1,8.
Literatură
- Nikolaev N. S., Suvorova S. N., Gurovich E. I., Peka I., Korchemnaya E. K.,. Chimia analitică a fluorului. - M . : Nauka, 1970. - 196 p. — (Chimia analitică a elementelor). - 2750 de exemplare.
- Fowler JS și Wolf AP (1982) Sinteza radiotrasorilor marcați cu carbon-11, fluor-18 și azot-13 pentru aplicații biomedicale. Nucl. sci. Ser. Natl Acad. sci. Natl Res. Consiliu Mongr. 1982.
Note
- ↑ 1 2 Date bazate pe Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Evaluarea NUBASE a proprietăților nucleare și de dezintegrare // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .
- ↑ 1 2 FGBU RNTsRHT, Departamentul de radiofarmaceutice ciclotron
- ↑ Aplicații clinice ale galiului-68
- ↑ Date 18 F de la Nuclear Data Services (Agenția Internațională pentru Energie Atomică) (link nu este disponibil )
- ↑ Un ciclotron cu scop medical va fi construit la Moscova
- ↑ Complex pentru producerea de radiofarmaceutice (link inaccesibil) . Preluat la 23 mai 2018. Arhivat din original la 24 mai 2018.
- ↑ Nikolaev N.S., Suvorova S.N., Gurovich E.I., Peka I., Korchemnaya E.K.,. Chimia analitică a fluorului. - M . : Nauka, 1970. - 196 p. — (Chimia analitică a elementelor). - 2750 de exemplare.
- ↑ Date de la Wang M. , Audi G. , Kondev FG , Huang WJ , Naimi S. , Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). evaluarea datelor de intrare; și proceduri de ajustare (engleză) // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-344 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030002 .
- ↑ 1 2 Datele se bazează pe Audi G. , Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. Evaluarea Nubase2016 a proprietăților nucleare // Chinese Physics C . - 2017. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-138 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 . - Cod .
- ↑ Charity R. J. et al. Observarea izotopului exotic 13 F situat patru neutroni dincolo de linia de picurare a protonilor // Scrisori de revizuire fizică. - 2021. - Vol. 126 , iss. 13 . — P. 2501 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.126.132501 .
| izotopi | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||