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Calcium-Isotope

Liste, Daten und Eigenschaften aller bekannten natürlichen und künstlichen Isotope des Calciums sowie radioaktive Zerfallsprodukte bzw. Zwischenprodukte.



Calcium Isotope

Natürlich auftretendes Calcium ist ein Cocktail aus 7 verschiedenen Isotopen, von denen 6 stabil und eines extrem langlebig (> 100000 Jahre) ist. Mit knapp 97 % bildet das Isotop Calcium-40 den größten Anteil:

 

Natürlich auftretende Calcium-Isotope

Atommasse ArAnteilHalbwertszeitSpin
Calcium
Isotopengemisch
40,078 u100 %
Isotop 40Ca39,9625909(2) u96,941(156) %stabil0+
Isotop 41Ca40,96227792(15) uSpuren9,94(15) × 104 Jahre7/2-
Isotop 42Ca41,958618(1) u0,647(23) %stabil0+
Isotop 43Ca42,958766(2) u0,135(10) %stabil7/2-
Isotop 44Ca43,955482(2) u2,086(110) %stabil0+
Isotop 46Ca45,95369(2) u0,004(3) %stabil0+
Isotop 48Ca47,9525228(8) u0,187(21) %1,9 × 1019 Jahre0+

 

Auf Grund der Schwankungen bei der Isotopenzusammensetzung des natürlichen Calciums kann die mittlere Atommasse (Standardatommasse) variieren.

Von den Calcium-Isotopen 40 und 46 wird auf Grund theoretischer Betrachtungen angenommen, dass sie mit extrem langen Halbwertszeiten von nicht unter 5,9 × 1021 (40Ca) bzw. 100 × 1015 (46Ca) Jahren einem β+β+-Zerfall zu 40Ar bzw. 46Ti unterliegen; entsprechende Bestätigungen gibt es bislang nicht.

Das quasistabile Calcium-Isotop 41 entsteht durch Neutronenaktivierung aus 40Ca.

 

Isotopentabelle: Calcium

Isotop
Nuklid
ZANNameAtommasse
[Kernmasse]
{Massenüberschuss}
Spin I
(h/2π)
μA-Nuk
123456789
34Ca203414Calcium-3434,01487(32) u
[34,0038986 u]
{13,85132 MeV}
0+
35Ca203515Calcium-3535,00514(21) u
[34,9941686 u]
{4,78788 MeV}
(1/2+)
36Ca203616Calcium-3635,99307(4) u
[35,9820986 u]
{-6,45525 MeV}
0+38Ti
37Ca203717Calcium-3736,9858979(7) u
[36,9749265 u]
{-13,13602 MeV}
(3/2+)38Sc
38Ca203818Calcium-3837,97631923(21) u
[37,9653478 u]
{-22,0585 MeV}
0+39Sc
39Ti
39Ca203919Calcium-3938,9707108(6) u
[38,9597394 u]
{-27,28271 MeV}
3/2+1,02140(16)40Ti
40Ca204020Calcium-4039,9625909(2) u
[39,9516195 u]
{-34,84635 MeV}
0+40K
40Sc
41Ti
41Ca204121Calcium-4140,96227792(15) u
[40,9513065 u]
{-35,13789 MeV}
7/2--1,59443(7)41Sc
42Ca204222Calcium-4241,958618(1) u
[41,9476466 u]
{-38,54708 MeV}
0+42K
42Sc
43Ca204323Calcium-4342,958766(2) u
[42,9477946 u]
{-38,40922 MeV}
7/2--1,31733(6)43K
43Sc
44Ca204424Calcium-4443,955482(2) u
[43,9445106 u]
{-41,46825 MeV}
0+44K
44Sc
45Ca204525Calcium-4544,9561863(4) u
[44,9452149 u]
{-40,8122 MeV}
7/2-- 1,3264(13)45K
46Ca204626Calcium-4645,95369(2) u
[45,9427186 u]
{-43,13749 MeV}
0+46K
47Ca204727Calcium-4746,9545414(24) u
[46,94357 u]
{-42,34441 MeV}
7/2--1,4064(11)47K
48K
48Ca204828Calcium-4847,9525228(8) u
[47,9415514 u]
{-44,22473 MeV}
0+48K
49K
49Ca204929Calcium-4948,95562288(22) u
[48,9446515 u]
{-41,33702 MeV}
3/2--1,3799(8)49K
50K
50Ca205030Calcium-5049,9574992(17) u
[49,9465278 u]
{-39,58924 MeV}
0+50K
51K
51Ca205131Calcium-5150,9609957(6) u
[50,9500243 u]
{-36,33227 MeV}
3/2(-)-1,0496(11)51K
52K
52Ca205232Calcium-5251,9632136(7) u
[51,9522422 u]
{-34,26631 MeV}
0+52K
53K
53Ca205333Calcium-5352,96845(5) u
[52,9574786 u]
{-29,38864 MeV}
(1/2-)54K
54Ca205434Calcium-5453,97299(5) u
[53,9620186 u]
{-25,15965 MeV}
0+
55Ca205535Calcium-5554,98030(32) u
[54,9693286 u]
{-18,35043 MeV}
(5/2-)
56Ca205636Calcium-5655,98508(43) u
[55,9741086 u]
{-13,89789 MeV}
0+
57Ca205737Calcium-5756,99262(43) u
[56,9816486 u]
{-6,87443 MeV}
5/2-
58Ca205838Calcium-5857,99794(54) u
[57,9869686 u]
{-1,91888 MeV}
0+

 

 

IsotopZerfall (radioaktiver Zerfall)AEMehr
HalbwertszeitZerfallsartAnteilEnergieInfo
1101112131415
Ca-3435 nsp zu 33K
2p ?
?

AL
Ca-3525,7(2) msβ+ zu 35K
β+, p zu 34Ar
β+, 2p zu 33Cl
< 0,1 %
95,9(14) %
4,1(6) %
15,770 MeV
15,690 MeV
11,027 MeV
AL
Ca-36101,2(20) msβ+ zu 36K
EE, p zu 35Ar
48,8 %
51,2(10) %
10,987 MeV
9,319 MeV
AL
Ca-37181,1(10) msβ+ zu 37K
EE, p zu 36Ar
17,9 %
82,1 %
11,638 MeV
9,781 MeV
AL
Ca-38443,76 (35) msβ+ zu 38K100 %6,74226(27) MeVAL
Ca-39860,3(10) msβ+ zu 39K100 %6,5245(6) MeVAL
Ca-40stabilAL
Ca-419,94(15) × 104 JahreEE zu 41K100 %0,42165(14) MeVAL
Ca-42stabilAL
Ca-43stabilAL
Ca-44stabilAL
Ca-45162,61(9) Tageβ- zu 45Sc100 %0,2597(7) MeVAL
Ca-46stabilAL
Ca-474,536(3) Tageβ- zu 47Sc100 %1,9922(12) MeVAL
Ca-481,9 × 1019 Jahreβ- zu 48Sc
- zu 48Ti
25 %
75 %
0,2793 MeV
4,272 MeV
AL
Ca-498,718(6) Minutenβ- zu 49Sc100 %5,2615(27) MeVAL
Ca-5013,45(5) sβ- zu 50Sc100 %4,958(15) MeVAL
Ca-5110,0(8) sβ- zu 51Sc
β-, n zu 50Sc
99,9 %
0,1 %
6,896(20) MeV
0,144(15) MeV
AL
Ca-524,6(3) sβ- zu 52Sc
β-, n zu 51Sc
> 98 %
< 2 %
6,18(8) MeV
0,891(20)
AL
Ca-53461(90) msβ- zu 53Sc
β-, n zu 52Sc
60 %
40(10) %
9,52(10) MeV
2,98(9) MeV
AL
Ca-54107(14) msβ- zu 54Sc
β-, n zu 53Sc
β-, 2n zu 52Sc
100 %
?
?
8,73(28) MeV
5,67(11) MeV
AL
Ca-5522(2) msβ- zu 55Sc
β-, n zu 54Sc
100 %
?
11,81(54) MeV
7,47(40) MeV
AL
Ca-5611(2) msβ- zu 56Sc
β-, n zu 55Sc
?
?
10,95(71) MeV
8,19(60) MeV
AL
Ca-57620 nsβ- zu 57Sc
β-, n zu 56Sc
β-, 2n zu 55Sc
?
?
?
14,12(136) MeV
9,91(71) MeV
AL
Ca-58620 nsβ- zu 58Sc
β-, n zu 57Sc
?
?
12,96(64) MeV
11,01(140) MeV
AL

 

Erläuterungen zu den einzelnen Spalten:

1 - Symbol mit Nukleonenzahl.
2 - Z = Anzahl der Protonen (Ordnungszahl).
3 - Massenzahl A.
4 - N = Anzahl der Neutronen.
5 - Bezeichnung des Calcium-Isotops; gegebenenfalls Trivialnamen.
6 - Relative Atommasse des Calcium-Isotops (Isotopenmasse inklusive Elektronen) und in eckigen Klammern die Masse des Atomkerns (Kernmasse, Nuklidmasse ohne Elektronen), jeweils bezogen auf 12C = 12,00000 [2]. Zusätzlich ist der Massenüberschuss (Massenexzess) in MeV angegeben.
7 - Kernspin I, Einheit: h/2π.
8 - Kernmagnetisches Moment μmag.
9 - Ausgangsnuklide: Mögliche, angenommene oder tatsächliche Ausgangs-Nuklide (Mutternuklide, Elternnuklide). Die entsprechenden Zerfalls-Modi sind gegebenenfalls bei den Daten des jeweiligen Ausgangsnuklids zu finden.
10 - Zerfall: Halbwertszeiten des Calcium-Isotops mit a = Jahre; ; d = Tage; h = Stunden; min = Minuten; s = Sekunden.
11 - Zerfall: Zerfallsart in die jeweiligen Tochternuklide mit n = Neutronenemission; p = Protonenemission; α = Alpha-Zerfall; ß- = Beta-Minus-Zerfall unter Elektronenemission; EE = Elektroneneinfang; ß+ = Positronenemission; ε = ß+ und/oder EE; Iso = Isomerieübergang; CZ = Cluster-Zerfall; SZ = Spontanzerfall.
12 - Zerfall: Zerfallsanteil in Prozent (%).
13 - Zerfall: Zerfallsenergie; Partikelenergie bezogen auf Zerfallsart.
14 - AE = Anregungsenergie für metastabile Kerne.
15 - Sonstige Informationen und Hinweise: AL = Weitere Niveaus, so genannte Adopted Levels (Verlinkung auf externe Daten [1]).

Sonstige:

()- Eingeklammerte Ziffern: Unsicherheit zur Darstellung der Streubreite des angegebenen Wertes.
~ - Theoretische Werte oder systematische Trends.
  - ungelistet-: Nuklide, die in der Literatur bereits erwänhnt wurden, aber aus irgendwelchen Gründen in den aktuellen Nuklidtabellen nicht mehr zu finden sind, weil sich deren Entdeckung z. B. nicht bestätigt hat.

 

NMR-aktive Calcium-Nuklide

Nuklid
Anteil
Spin I
Kernmagnetisches
Moment
μ/μN
Gyromagnetisches
Verhältnis
107 rad T-1 s-1
Quadrupol-
Moment
Q fm-2
Resonanz-
Frequenz
v0 bei 1 T
Relative
Empfindlichkeit
H0 = const.
v0 = const. *
43Ca
0,135(10) %
7/2-
-1,31733(6)- 1,8025- 4,08(8)2,86970,00643
1,4154

*) bezogen auf 1H = 1,000

 

Strahlenschutz

Für den Umgang mit den Calcium-Radionukliden gelten gemäß Strahlenschutzverordnung (StrlSchV 2018) unter anderem folgende Werte (Spalten 1 bis 7):

NuklidFreigrenzenHRQ-SchwelleOFKTochternuklideHalbwertszeit
Ca-41107 Bq100 Bq/gUnbegrenzt (UL)100000 Jahre
Ca-45+107 Bq1004 Bq/g100 TBq100 Bq/cm2163,0 Tage
Ca-47+106 Bq10 Bq/g0,06 TBq1 Bq/cm24,5 Tage

(HRQ = Hochradioaktive Quellen; OFK = Oberflächenkontamination)

 

Kernisobare Nuklide des Calciums

Zu den Calcium-Nukliden isobare Atomkerne befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; Z = Ordnungszahl; A = Nukleonenzahl (Massenzahl).

Z:101112131415161718192021222324252627282930
ANeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZn
3434Ne34Na34Mg34Al34Si34P34S34Cl34Ar34K34Ca
3535Na35Mg35Al35Si35P35S35Cl35Ar35K35Ca
3636Na36Mg36Al36Si36P36S36Cl36Ar36K36Ca36Sc
3737Na37Mg37Al37Si37P37S37Cl37Ar37K37Ca37Sc
3838Mg38Al38Si38P38S38Cl38Ar38K38Ca38Sc38Ti
3939Mg39Al39Si39P39S39Cl39Ar39K39Ca39Sc39Ti
4040Mg40Al40Si40P40S40Cl40Ar40K40Ca40Sc40Ti40V
4141Al41Si41P41S41Cl41Ar41K41Ca41Sc41Ti41V41Cr
4242Al42Si42P42S42Cl42Ar42K42Ca42Sc42Ti42V42Cr42Mn
4343Al43Si43P43S43Cl43Ar43K43Ca43Sc43Ti43V43Cr43Mn
4444Si44P44S44Cl44Ar44K44Ca44Sc44Ti44V44Cr44Mn
4545P45S45Cl45Ar45K45Ca45Sc45Ti45V45Cr45Mn45Fe
4646P46S46Cl46Ar46K46Ca46Sc46Ti46V46Cr46Mn46Fe46Co
4747S47Cl47Ar47K47Ca47Sc47Ti47V47Cr47Mn47Fe47Co
4848S48Cl48Ar48K48Ca48Sc48Ti48V48Cr48Mn48Fe48Co48Ni
4949S49Cl49Ar49K49Ca49Sc49Ti49V49Cr49Mn49Fe49Co49Ni
5050Cl50Ar50K50Ca50Sc50Ti50V50Cr50Mn50Fe50Co50Ni
5151Cl51Ar51K51Ca51Sc51Ti51V51Cr51Mn51Fe51Co51Ni
5252Ar52K52Ca52Sc52Ti52V52Cr52Mn52Fe52Co52Ni
5353Ar53K53Ca53Sc53Ti53V53Cr53Mn53Fe53Co53Ni53Cu
5454K54Ca54Sc54Ti54V54Cr54Mn54Fe54Co54Ni54Cu54Zn
5555K55Ca55Sc55Ti55V55Cr55Mn55Fe55Co55Ni55Cu55Zn
5656K56Ca56Sc56Ti56V56Cr56Mn56Fe56Co56Ni56Cu56Zn
5757Ca57Sc57Ti57V57Cr57Mn57Fe57Co57Ni57Cu57Zn
5858Ca58Sc58Ti58V58Cr58Mn58Fe58Co58Ni58Cu58Zn

 

Kernisotone Nuklide des Calciums

Die zu den Calcium-Kernen isotonen Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; N = Anzahl der Neutronen.


14151617181920212223242526272829303132333435363738
19B20B21B
20C21C22C
21N22N23N24N25N
22O23O24O25O26O
23F24F25F26F27F28F29F30F31F
24Ne25Ne26Ne27Ne28Ne29Ne30Ne31Ne32Ne33Ne34Ne
25Na26Na27Na28Na29Na30Na31Na32Na33Na34Na35Na36Na37Na38Na39Na
26Mg27Mg28Mg29Mg30Mg31Mg32Mg33Mg34Mg35Mg36Mg37Mg38Mg39Mg40Mg
27Al28Al29Al30Al31Al32Al33Al34Al35Al36Al37Al38Al39Al40Al41Al42Al43Al
28Si29Si30Si31Si32Si33Si34Si35Si36Si37Si38Si39Si40Si41Si42Si43Si44Si
29P30P31P32P33P34P35P36P37P38P39P40P41P42P43P44P45P46P
30S31S32S33S34S35S36S37S38S39S40S41S42S43S44S45S46S47S48S49S
31Cl32Cl33Cl34Cl35Cl36Cl37Cl38Cl39Cl40Cl41Cl42Cl43Cl44Cl45Cl46Cl47Cl48Cl49Cl50Cl51Cl
32Ar33Ar34Ar35Ar36Ar37Ar38Ar39Ar40Ar41Ar42Ar43Ar44Ar45Ar46Ar47Ar48Ar49Ar50Ar51Ar52Ar53Ar
33K34K35K36K37K38K39K40K41K42K43K44K45K46K47K48K49K50K51K52K53K54K55K56K
34Ca35Ca36Ca37Ca38Ca39Ca40Ca41Ca42Ca43Ca44Ca45Ca46Ca47Ca48Ca49Ca50Ca51Ca52Ca53Ca54Ca55Ca56Ca57Ca58Ca
36Sc37Sc38Sc39Sc40Sc41Sc42Sc43Sc44Sc45Sc46Sc47Sc48Sc49Sc50Sc51Sc52Sc53Sc54Sc55Sc56Sc57Sc58Sc59Sc
38Ti39Ti40Ti41Ti42Ti43Ti44Ti45Ti46Ti47Ti48Ti49Ti50Ti51Ti52Ti53Ti54Ti55Ti56Ti57Ti58Ti59Ti60Ti
40V41V42V43V44V45V46V47V48V49V50V51V52V53V54V55V56V57V58V59V60V61V
41Cr42Cr43Cr44Cr45Cr46Cr47Cr48Cr49Cr50Cr51Cr52Cr53Cr54Cr55Cr56Cr57Cr58Cr59Cr60Cr61Cr62Cr
42Mn43Mn44Mn45Mn46Mn47Mn48Mn49Mn50Mn51Mn52Mn53Mn54Mn55Mn56Mn57Mn58Mn59Mn60Mn61Mn62Mn63Mn
45Fe46Fe47Fe48Fe49Fe50Fe51Fe52Fe53Fe54Fe55Fe56Fe57Fe58Fe59Fe60Fe61Fe62Fe63Fe64Fe
46Co47Co48Co49Co50Co51Co52Co53Co54Co55Co56Co57Co58Co59Co60Co61Co62Co63Co64Co65Co
48Ni49Ni50Ni51Ni52Ni53Ni54Ni55Ni56Ni57Ni58Ni59Ni60Ni61Ni62Ni63Ni64Ni65Ni66Ni
53Cu54Cu55Cu56Cu57Cu58Cu59Cu60Cu61Cu62Cu63Cu64Cu65Cu66Cu67Cu
54Zn55Zn56Zn57Zn58Zn59Zn60Zn61Zn62Zn63Zn64Zn65Zn66Zn67Zn68Zn
59Ga60Ga61Ga62Ga63Ga64Ga65Ga66Ga67Ga68Ga69Ga
60Ge61Ge62Ge63Ge64Ge65Ge66Ge67Ge68Ge69Ge70Ge
62As63As64As65As66As67As68As69As70As71As
65Se66Se67Se68Se69Se70Se71Se72Se
66Br67Br68Br69Br70Br71Br72Br73Br
69Kr70Kr71Kr72Kr73Kr74Kr
71Rb72Rb73Rb74Rb75Rb
73Sr74Sr75Sr76Sr
76Y77Y
78Zr

 

Literatur und Hinweise

Eigenschaften der Calcium-Isotope

[1] - NuDat: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, based on ENSDF and the Nuclear Wallet Cards.

[2] - G. Audi et. al.: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics, (2003), DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.

[3] - Live Chart of Nuclides. Nuclear structure and decay data.

Calcium: Kernmagnetische Eigenschaften - 43Ca-NMR

[4] - N. J. Stone: Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments. Atomic Data and Nuclear Data Tables, (2005), DOI 10.1016/j.adt.2005.04.001.

[5] - Pekka Pyykkö: Year-2008 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, (2008), DOI 10.1080/00268970802018367.

[6] - Pekka Pyykkö: Year-2017 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, (2018), DOI 10.1080/00268976.2018.1426131.

[7] - N. J. Stone: Table of recommended nuclear magnetic dipole moments. IAEA, (2019).

Weitere Quellen:

[8] - Isotopenhäufigkeiten, Atommassen und Isotopenmassen: Siehe unter dem jeweiligen Stichwort.

[9] - S. Amos, J. L.Gross, M. Thoennessen:
Discovery of the calcium, indium, tin, and platinum isotopes.
In: Atomic Data and Nuclear Data Tables, (2011), DOI 10.1016/j.adt.2011.03.001.

[10] - NN:
Bindungsenergien exotischer Calcium-Kerne.
In: Internetchemie News, (2013), DOI https://www.internetchemie.info/news/2013/jun13/bindungsenergien-exotischer-calcium-kerne.php.

[11] - NN:
Ladungsradien protonenreicher Calcium-Isotope vermessen.
In: Internetchemie News, (2019), DOI https://www.internetchemie.info/news/2019/feb19/ladungsradien_protonenreicher_calcium-isotope.php.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 05.07.2020.


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