Изотопы фтора

Изото́пы фто́ра — разновидности атомов (и ядер) химического элемента фтора, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Единственным стабильным нуклидом фтора является ¹⁹F, его природная изотопная распространённость равна 100 %^[1]. Таким образом, фтор — моноизотопный элемент.

Нуклид ¹⁸F является источником позитронов. Используется для нужд ядерной медицины в качестве маркирующей частицы (метки) радиофармпрепарата фтордезоксиглюкоза (18Ф-ФДГ), необходимого для проведения ПЭТ-исследований. Его медицинская популярность обоснована относительно коротким (практически безвредным для пациента) периодом полураспада и стабильной эмиссией позитронов в период затухания, необходимой для получения чёткого изображения. Активность одного грамма этого нуклида составляет 3,52·10¹⁸ Бк, энергия позитронов 633,4 кэВ (интенсивность 96,73 %)^[2], энергия гамма-квантов, образующихся при аннигиляции позитрона и электрона — 511 кэВ.

Для получения ¹⁸F используется циклический ускоритель типа медицинский циклотрон, реже линейный ускоритель типа LineAc (это связано с эксплуатационными недостатками устройства). Мишенью обычно является чистая или обогащённая ¹⁸O-вода (молекулы которой содержат править] Радиоактивные свойства

Радиоактивные свойства некоторых изотопов фтора представлены в таблице:

Массовое число	Реакция получения[3]	Период полураспада[1]	Тип распада
17	9Be(14N,6He); 14N(14N,11B); 14N(α,n); 16O(d,n); 16O(p,γ), 16O(14N,13C); 19F(γ,2n)	64,49 с	β+
18	9Be(14N,5He); 14N(14N,10B); 16O(α,pn); 16O(p,n); 19F(n,2n); 19F(d,T)	109,771 мин	β+
20	19F(d,p); 19F(n,γ); 23Na(n,α)	11,163 с	β−, γ
21	F(T,p)	4,158 с	β−, γ

Таблица изотопов фтора

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[4] (а. е. м.)	Избыток массы[4] (кэВ)	Период полураспада[1] (T1/2)	Спин и чётность ядра[1]	Распространённость изотопа в природе[1] (%)
	Энергия возбуждения (кэВ)
14F	9	5	14,035060(430)#	32660(400)#		2−#
15F	9	6	15,018010(140)	16780(130)	410(60) ис	(1/2+)
16F	9	7	16,011466(9)	10680(8)	11(6) зс	0−
[1]	1995,1(5)	234 нс	5+
19F	9	10	18,99840322(7)	−1487,39(7)	Стабильный	1/2+	100
20F	9	11	19,99998132(8)	−17,40(8)	11,163(8) с	2+
21F	9	12	20,9999490(19)	−47,6(18)	4,158(20) с	5/2+
22F	9	13	22,002999(13)	2793(12)	4,23(4) с	4+,(3+)
23F	9	14	23,003570(90)	3330(80)	2,23(14) с	(3/2,5/2)+
24F	9	15	24.008120(80)	7560(70)	400(50) мс	(1,2,3)+
25F	9	16	25,012100(110)	11270(100)	50(6) мс	5/2+#
26F	9	17	26,019620(180)	18270(170)	10,2(14) мс	1+
27F	9	18	27,026760(400)	24930(380)	4,9(2) мс	5/2+#
28F	9	19	28,035670(550)#	33230(510)#	< 40 нс
29F	9	20	29,043260(620)#	40300(580)#	2,6(3) мс	5/2+#
30F	9	21	30,052500(640)#	48900(600)#	< 260 нс
31F	9	22	31,060430(640)#	56290(600)#	1# мс [погрешность > 260 нс]	5/2+#

Пояснения к таблице

• Распространённость изотопов приведена для земной атмосферы. Для других источников значения могут сильно отличаться.

• Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

• Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или его чётности заключены в скобки.

• Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Литература

• Николаев Н.С., Суворова С.Н., Гурович Е.И., Пека И., Корчемная Е.К., Аналитическая химия фтора. — М.: Наука, 1970. — 196 с. — (Аналитическая химия элементов). — 2750 экз.
• Fowler J. S. and Wolf A. P. (1982) The synthesis of carbon-11, fluorine-18 and nitrogen-13 labeled radiotracers for biomedical applications. Nucl. Sci. Ser. Natl Acad. Sci. Natl Res. Council Monogr. 1982.

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5 6} Данные приведены по G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
2. ↑ Данные по ¹⁸F из Nuclear Data Services (International Atomic Energy Agency) (англ.)
3. ↑ Николаев Н.С., Суворова С.Н., Гурович Е.И., Пека И., Корчемная Е.К., Аналитическая химия фтора. — М.: Наука, 1970. — 196 с. — (Аналитическая химия элементов). — 2750 экз.
4. ↑ ^{1 2} Данные приведены по G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.

Изотопы кислорода • Периодическая таблица по изотопам элементов • Изотопы неона

Для улучшения этой статьи желательно?: Проставив сноски, внести более точные указания на источники. Добавить иллюстрации.