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Silicium-Isotope

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




Silicium-Isotope

Von den 23 bekannten Isotopen des Siliciums sind nur die Isotope 28Si, 29Si und 30Si stabil und in der Natur anzutreffen; alle anderen sind Radioisotope. 32Si entsteht in der Atmosphäre durch Einwirkung kosmischer Strahlung auf Argon-Atome und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 153 Jahren zu Phosphor-31.

Alle anderen Silicium-Radionuklide besitzen Halbwertszeiten im Sekundenbereich oder weit darunter.

Der besonders stabile Silicium-28-Kern entsteht in stellaren Fusionsprozessen beim Sauerstoffbrennen.

 

Natürliches Silicium
Isotopengemisch:
Si-Isotop 28SiSi-Isotop 29SiSi-Isotop 30Si
Atommasse [u]:28,085
28,084 - 28,086
27,976926535(3)28,976494665(3)29,97377001(2)
Halbwertszeit:stabilstabilstabil
Anteile:100 %92,25 %4,68 %3,07 %
Schwankung:92,191 - 92,318 %4,645 - 4,699 %3,037 - 3,110 %

 

Die natürlichen Isotopenhäufigkeiten (Isotopenverhältnis) des in der Natur auftretenden Siliciums können mehr oder weniger stark variieren, so dass die Atommasse zwischen 28,084 und 28,086 schwankt.

 

Isotopentabelle: Silicium

IsotopZANNameNuklidmasseZerfall (radioaktiver Zerfall)SpinμAEMehrA-Nuk
NuIsotopenmasseHalbwertszeitZerfallsartAnteilEnergieI (h/2π)Info
123456789101112131415
22Si14228Silicium-2222,035430(430)29(2) msε zu 22Al
β+, p zu 21Mg
68(4) %
32(4) %
13,982 MeV
13,965 MeV
0+AL
23Si14239Silicium-2323,024770(430)42,3(4) msε zu 23Al
ε, p zu 22Mg
ε, 2p zu 21Na
25,4 %
71 %
3,6 %
17,002 MeV
16,880 MeV
11,378 MeV
(5/2)+AL
24Si142410Silicium-2424,011545614(20904)140(8) msε zu 24Al
β+, p zu 23Mg
62(4) %
38(4) %
10,812 MeV
8,939 MeV
0+AL
25Si142511Silicium-2525,004108046(10735)220(3) msε zu 25Al
β+, p zu 24Mg
65(2) %
35(2) %
12,7428 MeV
10,469 MeV
5/2+AL
26Si142612Silicium-2625,992333846(114)2,234(13) sε zu 26Al100 %5,0691 MeV0+AL26P
27Si142713Silicium-2726,986704857(152)4,15(4) sε zu 27Al100 %4,81236 MeV5/2+0,8654(3)AL27P
28S
28Si142814Silicium-2827,976926535(3)stabil0+AL28P
28Al
29S
31Ar
32Cl
29Si142915Silicium-2928,976494665(3)stabil1/2+- 0,55529(3)AL29P
29Al
30Si143016Silicium-3029,97377001(2)stabil0+AL30P
30Al
31Si143117Silicium-3130,975363195(46)157,3(3) minβ- zu 31P100 %1,4915 MeV3/2+AL31Al
32Si143218Silicium-3231,974151538(320)153(19) aβ- zu 32P100 %0,22719 MeV0+AL32Al
33Si143319Silicium-3332,977976964(750)6,11(21) sβ- zu 33P100 %5,82302 MeV3/2+1,21(3)AL33Al
34Al
34Si143420Silicium-3433,978575541(15155)2,77(20) sβ- zu 34P100 %4,59194 MeV0+AL34Al
35Al
35Si143521Silicium-3534,984583473(41236)0,78(12) sβ- zu 35P
β-, n zu 34P
> 95 %
< 5 %
10,4974 MeV
2,11698 MeV
(7/2-)(-) 1,638(4)AL35Al
36Si143622Silicium-3635,986669104(60931)0,45(6) sβ- zu 36P
β-, n zu 35P
> 90 %
< 10 %
7,83339 MeV
4,3688 MeV
0+AL
37Si143723Silicium-3736,992920740(89074)90(60) msβ- zu 37P
β-, n zu 36P
83(13) %
17(13) %
12,4016 MeV
5,5854 MeV
(7/2-)AL
38Si143824Silicium-3837,995523000(75000)> 1 μsβ- ?
β-, n ?
0+AL
39Si143925Silicium-3939,002491000(97000)47,5(20) msβ- ?
β-, n ?
AL
40Si144026Silicium-4040,005829000(247000)33,0(10) msβ- ?
β-, n ?
0+AL
41Si144127Silicium-4141,013011000(397000)> 200 nsAL
42Si144228Silicium-4242,017780(540)12,5(35) msβ- ? 42P
β-, n ?
0+AL
43Si144329Silicium-4343,024800(860)> 60 nsβ- ?
β-, n ?
AL
44Si144430Silicium-4444,030610(860)> 360 nsβ- ? 44P
β-, n ?
0+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 Silicium-Isotops.
6 - Relative Nuklidmasse bzw. Atomgewicht des Silicium-Nuklids bezogen auf 12C = 12,00000 [2].
7 - Zerfall: Halbwertszeiten des Silicium-Isotops mit a = Jahre; ; d = Tage; h = Stunden; min = Minuten; s = Sekunden.
8 - 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.
9 - Zerfall: Zerfallsart in Prozent (%).
10 - Zerfall: Zerfallsenergie; Partikelenergie bezogen auf Zerfallsart.
11 - Kernspin I, Einheit: h/2π.
12 - Kernmagnetisches Moment μmag.
13 - AE = Anregungsenergie für metastabile Kerne.
14 - Sonstige Informationen und Hinweise: AL = Weitere Niveaus, so genannte Adopted Levels (Verlinkung auf externe Daten [1]).
15 - Ausgangsnuklide: Mögliche, angenommene oder tatsächliche Ausgangs-Nuklide (Mutternuklide, Elternnuklide). Die entsprechenden Zerfalls-Modi sind gegebenenfalls bei den jeweiligen Ausgangsnukliden zu finden.

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 Silicium-Nuklide

NuklidNatürlicherSpinKernmagnetischesGyromagnetischesQuadrupolResonanz-Relative EmpfindlichkeitAnmerkung
SymbolAnteil MomentVerhältnisMomentfrequenzbezogen auf 1H = 1,000
in %Iμ/μN107 rad T-1 s-1Q fm-2v0 bei 1 TH0 = const.v0 = const.
29Si4,68 %1/2+- 0,55529(3)- 5,31888,46550,007860,1988

 

Strahlenschutz

Für den Umgang mit den Radionukliden des Siliciums gelten gemäß Strahlenschutzverordnung (StrlSchV 2001) folgende Werte (Spalten 1 bis 7):

SymbolNuklidFreigrenzeHRQ-SchwelleOFKTochternuklideRadiotoxizitätsklasseHalbwertszeitBiologischeKritische
Aktivität Spezifische
Aktivität
im Gleichgewicht lt. StrlSchVHalbwertszeitOrgane
31SiSi-31106 Bq1000 Bq/g6 × 109 Bq100 Bq/cm22,6 Stunden
32SiSi-32106 Bq1000 Bq/g4 × 1011 Bq101,0 Jahre (s.o.)

(HRQ = Hochradioaktive Quellen; OFK = Oberflächenkontamination)

 

Kernisobare Nuklide des Siliciums

Zu den Siliciumkernen isobare Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; Z = Ordnungszahl; A = Nukleonenzahl (Massenzahl).

 

Z:678910111213141516171819202122232425
ACNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMn
2222C22N22O22F22Ne22Na22Mg22Al22Si
2323N23O23F23Ne23Na23Mg23Al23Si
2424N24O24F24Ne24Na24Mg24Al24Si24P
2525N25O25F25Ne25Na25Mg25Al25Si25P
2626O26F26Ne26Na26Mg26Al26Si26P26S
2727F27Ne27Na27Mg27Al27Si27P27S
2828F28Ne28Na28Mg28Al28Si28P28S28Cl
2929F29Ne29Na29Mg29Al29Si29P29S29Cl
3030F30Ne30Na30Mg30Al30Si30P30S30Cl30Ar
3131F31Ne31Na31Mg31Al31Si31P31S31Cl31Ar
3232Ne32Na32Mg32Al32Si32P32S32Cl32Ar32K
3333Ne33Na33Mg33Al33Si33P33S33Cl33Ar33K
3434Ne34Na34Mg34Al34Si34P34S34Cl34Ar34K34Ca
3535Na35Mg35Al35Si35P35S35Cl35Ar35K35Ca
3636Na36Mg36Al36Si36P36S36Cl36Ar36K36Ca36Sc
3737Na37Mg37Al37Si37P37S37Cl37Ar37K37Ca37Sc
3838Mg38Al38Si38P38S38Cl38Ar38K38Ca38Sc38Ti
3939Mg39Al39Si39P39S39Cl39Ar39K39Ca39Sc39Ti
4040Mg40Al40Si40P40S40Cl40Ar40K40Ca40Sc40Ti40V
4141Al41Si41P41S41Cl41Ar41K41Ca41Sc41Ti41V41Cr
4242Al42Si42P42S42Cl42Ar42K42Ca42Sc42Ti42V42Cr42Mn
4343Al43Si43P43S43Cl43Ar43K43Ca43Sc43Ti43V43Cr43Mn
4444Si44P44S44Cl44Ar44K44Ca44Sc44Ti44V44Cr44Mn

 

Kernisotone Nuklide des Siliciums

Zu den Silicium-Kernen isotone Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; N = Anzahl der Neutronen.

Z:23456789101112131415161718192021222324252627282930313233
NHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAs
810He11Li12Be13B14C15N16O17F18Ne19Na20Mg21Al22Si
912Li13Be14B15C16N17O18F19Ne20Na21Mg22Al23Si24P
1014Be15B16C17N18O19F20Ne21Na22Mg23Al24Si25P26S
1115Be16B17C18N19O20F21Ne22Na23Mg24Al25Si26P27S28Cl
1216Be17B18C19N20O21F22Ne23Na24Mg25Al26Si27P28S29Cl30Ar
1318B19C20N21O22F23Ne24Na25Mg26Al27Si28P29S30Cl31Ar32K
1419B20C21N22O23F24Ne25Na26Mg27Al28Si29P30S31Cl32Ar33K34Ca
1521C22N23O24F25Ne26Na27Mg28Al29Si30P31S32Cl33Ar34K35Ca36Sc
1622C23N24O25F26Ne27Na28Mg29Al30Si31P32S33Cl34Ar35K36Ca37Sc38Ti
1724N25O26F27Ne28Na29Mg30Al31Si32P33S34Cl35Ar36K37Ca38Sc39Ti40V41Cr42Mn
1825N26O27F28Ne29Na30Mg31Al32Si33P34S35Cl36Ar37K38Ca39Sc40Ti41V42Cr43Mn
1928F29Ne30Na31Mg32Al33Si34P35S36Cl37Ar38K39Ca40Sc41Ti42V43Cr44Mn45Fe46Co
2029F30Ne31Na32Mg33Al34Si35P36S37Cl38Ar39K40Ca41Sc42Ti43V44Cr45Mn46Fe47Co48Ni
2130F31Ne32Na33Mg34Al35Si36P37S38Cl39Ar40K41Ca42Sc43Ti44V45Cr46Mn47Fe48Co49Ni
2231F32Ne33Na34Mg35Al36Si37P38S39Cl40Ar41K42Ca43Sc44Ti45V46Cr47Mn48Fe49Co50Ni
2333Ne34Na35Mg36Al37Si38P39S40Cl41Ar42K43Ca44Sc45Ti46V47Cr48Mn49Fe50Co51Ni
2434Ne35Na36Mg37Al38Si39P40S41Cl42Ar43K44Ca45Sc46Ti47V48Cr49Mn50Fe51Co52Ni53Cu54Zn
2536Na37Mg38Al39Si40P41S42Cl43Ar44K45Ca46Sc47Ti48V49Cr50Mn51Fe52Co53Ni54Cu55Zn
2637Na38Mg39Al40Si41P42S43Cl44Ar45K46Ca47Sc48Ti49V50Cr51Mn52Fe53Co54Ni55Cu56Zn
2739Mg40Al41Si42P43S44Cl45Ar46K47Ca48Sc49Ti50V51Cr52Mn53Fe54Co55Ni56Cu57Zn
2840Mg41Al42Si43P44S45Cl46Ar47K48Ca49Sc50Ti51V52Cr53Mn54Fe55Co56Ni57Cu58Zn59Ga60Ge
2942Al43Si44P45S46Cl47Ar48K49Ca50Sc51Ti52V53Cr54Mn55Fe56Co57Ni58Cu59Zn60Ga61Ge62As
3043Al44Si45P46S47Cl48Ar49K50Ca51Sc52Ti53V54Cr55Mn56Fe57Co58Ni59Cu60Zn61Ga62Ge63As

 

Quellen und Hinweise

Eigenschaften der Silicium-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.

 

Silicium NMR Eigenschaften: 29Si-NMR

[3] - 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].

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

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

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 18. Januar 2019.



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