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Zirconium-Isotope

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




Zirconium-Isotope

Unter Zirconium-Isotope werden alle Atomkerne des chemischen Elements Zirconium zusammengefasst; diese bestehen allesamt aus einem Atomkern mit 40 Protonen und im ungeladenen Zustand aus 40 Elektronen. Der Unterschied zwischen den einzelnen Zirconium-Isotopen beruht auf der Anzahl der Neutronen im Kern.

 

Allgemeines

Zirconium, das zweite Element der Titangruppe, tritt in der Natur als Mischung aus fünf Isotopen auf, von denen 4 als stabil gelten und eines eine Halbwertszeit von 20 × 1018 Jahre besitzt und damit radioaktiv ist.

Die nachfolgende Tabelle gibt Auskunft über die natürliche Isotopenzusammensetzung des Zirconiums:

 

Natürliches Zirconium
Isotopengemisch:
Zr-Isotop 90ZrZr-Isotop 91ZrZr-Isotop 92ZrZr-Isotop 94ZrZr-Isotop 96Zr
Atommasse [u]:91,224(2)89,90470(2)90,90564(2)91,90503(2)93,90631(2)95,90827(2)
Halbwertszeit:stabilstabilstabilstabil20(4) × 1018 Jahre
Anteile:100 %51,45(4) %11,22(5) %17,15(3) %17,38(4) %2,80(2) %

 

Technisch besitzen Zirconiumisotope kaum eine Bedeutung.

 

Zirconium-89

Seit einiger Zeit wird jedoch das Radionuklid Zirconium-89 als Tracer in der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) eingesetzt. 89Zr entsteht durch Protonenbestrahlung aus Yttrium-89 und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 78,41 Stunden und einer Gamma-Zerfallsenergie von 0,909 MeV. Verwendet werden bei dieser Methode Zirconium-89 markierte Antikörper (Cetuximab-Zr, Zr-Trastuzumab) [7].

 

Isotopentabelle: Zirconium

IsotopZANNameNuklidmasseZerfall (radioaktiver Zerfall)SpinμAEMehrA-Nuk
NuIsotopenmasseHalbwertszeitZerfallsartAnteilEnergieI (h/2π)Info
123456789101112131415
78Zr407838Zirconium-7877,95523(54)~> 170 nsε ? zu 78Y0+AL
79Zr407939Zirconium-7978,949480(430)56(30) msε zu 79Y
ε, p zu 78Sr
AL
80Zr408040Zirconium-8079,9404(16)4,6(6) sε zu 80Y
ε, p ? zu 79Sr
0+AL
81Zr408141Zirconium-8180,93721(18)5,5(4) sε zu 81Y
ε, p ? zu 80Sr
98,8 %
0,12(2) %
(3/2-)AL
82Zr408242Zirconium-8281,93109(24)~32(5) sε zu 82Y100 %0+AL82Nb
83Zr408343Zirconium-8382,92865(10)41,6(24) sε zu 83Y
ε, p ? zu 82Sr
> 99,9 %(1/2-)AL83Nb
84Zr408444Zirconium-8483,92325(21)~25,8(5) minε zu 84Y100 %0+AL84Nb
85Zr408545Zirconium-8584,92147(11)7,86(4) minε zu 85Y100 %7/2+AL85Nb
85mZr408545Zirconium-85m84,92147(11)10,9(3) sε zu 85Y
Iso zu 85Zr
> 8 %
< 92 %
(1/2-)292,2(3) keVAL
86Zr408646Zirconium-8685,91647(3)16,5(1) hε zu 86Y100 %0+AL86Nb
87Mo
87Zr408747Zirconium-8786,914816(9)1,68(1) hε zu 87Y100 %(9/2)+AL87Nb
87mZr408747Zirconium-87m86,914816(9)14,0(2) sIso zu 87Zr100 %(1/2)-335,84(19)AL
88Zr408848Zirconium-8887,910227(11)83,4(3) dEE zu 88Y100 %0+AL88Nb
89Zr408949Zirconium-8988,908890(4)78,41(12) hε zu 89Y100 %9/2+- 1,076(20)AL89Nb
89mZr408949Zirconium-89m88,908890(4)4,161(17) minε zu 89Y
Iso zu 89Zr
6,23(12) %
93,77(12) %
1/2-587,82(10) keVAL
90Zr409050Zirconium-9089,90470(2)stabil0+AL90Nb
90Y
90mZr409050Zirconium-90m89,90470(2)809,2(20) msIso zu 89Zr100 %5-6,25(13)2,319 MeVAL
91Zr409151Zirconium-9190,90564(2)stabil5/2+- 1.30362(2)AL91Nb
91Y
92Zr409252Zirconium-9291,90503(2)stabil0+AL92Nb
92Y
93Zr409353Zirconium-9392,9064760(25)1,61(5) × 105 aβ- zu 93Nb100 %90,364 keV5/2+AL93Y
94Zr409454Zirconium-9493,90631(2)stabil0+AL94Y
95Zr409555Zirconium-9594,9080426(26)64,032(6) dβ- zu 95Nb100 %1,1230 MeV5/2+1,13(2)AL95Y
96Zr409656Zirconium-9695,90827(2)2,0(4) × 1019 a?0+AL96Y
97Zr409757Zirconium-9796,9109531(30)16,749(8) hβ- zu 97Nb100 %2,6587 MeV1/2+- 0,937(5)AL97Y
98Y
98Zr409858Zirconium-9897,912735(21)30,7(4) sβ- zu 98Nb100 %2,2378 MeV0+AL98Y
99Y
252Cf
248Cm
99Zr409959Zirconium-9998,916512(22)2,1(1) sβ- zu 99Nb100 %4,7036 MeV(1/2+)- 0,930(4)AL99Y
100Y
100Zr4010060Zirconium-10099,91776(4)7,1(4) sβ- zu 100Nb100 %3,4221 MeV0+AL100Y
101Y
252Cf
248Cm
101Zr4010161Zirconium-101100,92114(3)2,3(1) sβ- zu 101Nb100 %5,7130 MeV(3/2+)AL101Y
252Cf
248Cm
102Zr4010262Zirconium-102101,92298(5)2,9(2) sβ- zu 102Nb100 %4,7186 MeV0+AL102Y
242Pu
103Zr4010363Zirconium-103102,92660(12)1,3(1) sβ- zu 103Nb100 %7,1987 MeV(5/2-)AL103Y
252Cf
248Cm
104Zr4010464Zirconium-104103,92878(43)~1,2(3) sβ- zu 104Nb100 %6,0949 MeV0+AL248Cm
252Cf
105Zr4010565Zirconium-105104,93305(43)~0,6(1) sβ- zu 105Nb100 %8,4359 MeVAL
106Zr4010666Zirconium-106105,93591(54)~191(19) msβ- zu 106Nb
β-, n zu 104Nb
> 93 %
< 7 %
0+AL
107Zr4010767Zirconium-107106,94075(32)~150~ msβ- zu 107Nb100 %9,4503 MeVAL
108Zr4010868Zirconium-108107,94396(64)~73(4) msβ- zu 108Nb
β-, n zu 106Nb
0+AL
109Zr4010969Zirconium-109108,94924(54)~?β- ?
β-, n ?
AL
110Zr4011070Zirconium-110109,95287(86)~37 msβ- zu 110Nb100 %0+AL
111Zr4011171Zirconium-111[111]> 392 nsβ- ?
β-, n ?
β-, 2n ?
11,850 MeVAL
112Zr4011272Zirconium-112[112]> 394 nsβ- ?
β-, n ?
β-, 2n ?
10,770 MeV0+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 Zirconium-Isotops.
6 - Relative Nuklidmasse bzw. Atomgewicht des Zirconium-Nuklids bezogen auf 12C = 12,00000 [2].
7 - Zerfall: Halbwertszeiten des Zirconium-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 Zirconium-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.
91Zr11,22(5) %5/2+- 1.30362(2)2,4975- 17,6(3)3,97480,009491,0892

 

Strahlenschutz

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

SymbolNuklidFreigrenzeHRQ-SchwelleOFKTochternuklideRadiotoxizitätsklasseHalbwertszeitBiologischeKritische
Aktivität Spezifische
Aktivität
im Gleichgewicht lt. StrlSchVHalbwertszeitOrgane
86ZrZr-86107 Bq100 Bq/g16,5 Stunden
88ZrZr-88106 Bq100 Bq/g83,4 Tage
89ZrZr-89106 Bq10 Bq/g78,4 Stunden
93ZrZr-93(+)107 Bq1000 Bq/g100 Bq/cm2Nb-93m1,5 × 106 Jahre
95ZrZr-95106 Bq10 Bq/g2 × 1010 Bq1 Bq/cm264,0 Tage
97ZrZr-97(+)105 Bq10 Bq/g4 × 109 Bq1 Bq/cm2Nb-97, Nb-97m16,8 Stunden

(HRQ = Hochradioaktive Quellen; OFK = Oberflächenkontamination)

 

Kernisobare Nuklide des Zirconiums

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

 

Z:28293031323334353637383940414243444546474849505152535455
ANiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCs
7878Ni78Cu78Zn78Ga78Ge78As78Se78Br78Kr78Rb78Sr78Y78Zr
7979Cu79Zn79Ga79Ge79As79Se79Br79Kr79Rb79Sr79Y79Zr
8080Cu80Zn80Ga80Ge80As80Se80Br80Kr80Rb80Sr80Y80Zr
8181Cu81Zn81Ga81Ge81As81Se81Br81Kr81Rb81Sr81Y81Zr81Nb
8282Cu82Zn82Ga82Ge82As82Se82Br82Kr82Rb82Sr82Y82Zr82Nb
8383Zn83Ga83Ge83As83Se83Br83Kr83Rb83Sr83Y83Zr83Nb83Mo
8484Zn84Ga84Ge84As84Se84Br84Kr84Rb84Sr84Y84Zr84Nb84Mo
8585Ga85Ge85As85Se85Br85Kr85Rb85Sr85Y85Zr85Nb85Mo85Tc
8686Ga86Ge86As86Se86Br86Kr86Rb86Sr86Y86Zr86Nb86Mo86Tc
8787Ga87Ge87As87Se87Br87Kr87Rb87Sr87Y87Zr87Nb87Mo87Tc87Ru
8888Ge88As88Se88Br88Kr88Rb88Sr88Y88Zr88Nb88Mo88Tc88Ru
8989Ge89As89Se89Br89Kr89Rb89Sr89Y89Zr89Nb89Mo89Tc89Ru89Rh
9090As90Se90Br90Kr90Rb90Sr90Y90Zr90Nb90Mo90Tc90Ru90Rh
9191As91Se91Br91Kr91Rb91Sr91Y91Zr91Nb91Mo91Tc91Ru91Rh91Pd
9292As92Se92Br92Kr92Rb92Sr92Y92Zr92Nb92Mo92Tc92Ru92Rh92Pd
9393Se93Br93Kr93Rb93Sr93Y93Zr93Nb93Mo93Tc93Ru93Rh93Pd93Ag
9494Se94Br94Kr94Rb94Sr94Y94Zr94Nb94Mo94Tc94Ru94Rh94Pd94Ag
9595Br95Kr95Rb95Sr95Y95Zr95Nb95Mo95Tc95Ru95Rh95Pd95Ag95Cd
9696Br96Kr96Rb96Sr96Y96Zr96Nb96Mo96Tc96Ru96Rh96Pd96Ag96Cd
9797Br97Kr97Rb97Sr97Y97Zr97Nb97Mo97Tc97Ru97Rh97Pd97Ag97Cd97In
9898Br98Kr98Rb98Sr98Y98Zr98Nb98Mo98Tc98Ru98Rh98Pd98Ag98Cd98In
9999Kr99Rb99Sr99Y99Zr99Nb99Mo99Tc99Ru99Rh99Pd99Ag99Cd99In99Sn
100100Kr100Rb100Sr100Y100Zr100Nb100Mo100Tc100Ru100Rh100Pd100Ag100Cd100In100Sn
101101Kr101Rb101Sr101Y101Zr101Nb101Mo101Tc101Ru101Rh101Pd101Ag101Cd101In101Sn
102102Rb102Sr102Y102Zr102Nb102Mo102Tc102Ru102Rh102Pd102Ag102Cd102In102Sn
103103Sr103Y103Zr103Nb103Mo103Tc103Ru103Rh103Pd103Ag103Cd103In103Sn103Sb
104104Sr104Y104Zr104Nb104Mo104Tc104Ru104Rh104Pd104Ag104Cd104In104Sn104Sb
105105Sr105Y105Zr105Nb105Mo105Tc105Ru105Rh105Pd105Ag105Cd105In105Sn105Sb105Te
106106Sr106Y106Zr106Nb106Mo106Tc106Ru106Rh106Pd106Ag106Cd106In106Sn106Sb106Te
107107Sr107Y107Zr107Nb107Mo107Tc107Ru107Rh107Pd107Ag107Cd107In107Sn107Sb107Te
108108Y108Zr108Nb108Mo108Tc108Ru108Rh108Pd108Ag108Cd108In108Sn108Sb108Te108I
109109Y109Zr109Nb109Mo109Tc109Ru109Rh109Pd109Ag109Cd109In109Sn109Sb109Te109I109Xe
110110Zr110Nb110Mo110Tc110Ru110Rh110Pd110Ag110Cd110In110Sn110Sb110Te110I110Xe
111111Zr111Nb111Mo111Tc111Ru111Rh111Pd111Ag111Cd111In111Sn111Sb111Te111I111Xe
112112Zr112Nb112Mo112Tc112Ru112Rh112Pd112Ag112Cd112In112Sn112Sb112Te112I112Xe112Cs

 

Kernisotone Nuklide des Zirconiums

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

Z:2021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566
NCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDy
3858Ca59Sc60Ti61V62Cr63Mn64Fe65Co66Ni67Cu68Zn69Ga70Ge71As72Se73Br74Kr75Rb76Sr77Y78Zr
3960Sc61Ti62V63Cr64Mn65Fe66Co67Ni68Cu69Zn70Ga71Ge72As73Se74Br75Kr76Rb77Sr78Y79Zr
4061Sc62Ti63V64Cr65Mn66Fe67Co68Ni69Cu70Zn71Ga72Ge73As74Se75Br76Kr77Rb78Sr79Y80Zr81Nb
4163Ti64V65Cr66Mn67Fe68Co69Ni70Cu71Zn72Ga73Ge74As75Se76Br77Kr78Rb79Sr80Y81Zr82Nb83Mo
4265V66Cr67Mn68Fe69Co70Ni71Cu72Zn73Ga74Ge75As76Se77Br78Kr79Rb80Sr81Y82Zr83Nb84Mo85Tc
4366V67Cr68Mn69Fe70Co71Ni72Cu73Zn74Ga75Ge76As77Se78Br79Kr80Rb81Sr82Y83Zr84Nb85Mo86Tc87Ru
4468Cr69Mn70Fe71Co72Ni73Cu74Zn75Ga76Ge77As78Se79Br80Kr81Rb82Sr83Y84Zr85Nb86Mo87Tc88Ru89Rh
4571Fe72Co73Ni74Cu75Zn76Ga77Ge78As79Se80Br81Kr82Rb83Sr84Y85Zr86Nb87Mo88Tc89Ru90Rh91Pd
4672Fe73Co74Ni75Cu76Zn77Ga78Ge79As80Se81Br82Kr83Rb84Sr85Y86Zr87Nb88Mo89Tc90Ru91Rh92Pd93Ag
4774Co75Ni76Cu77Zn78Ga79Ge80As81Se82Br83Kr84Rb85Sr86Y87Zr88Nb89Mo90Tc91Ru92Rh93Pd94Ag95Cd
4875Co76Ni77Cu78Zn79Ga80Ge81As82Se83Br84Kr85Rb86Sr87Y88Zr89Nb90Mo91Tc92Ru93Rh94Pd95Ag96Cd97In
4976Co77Ni78Cu79Zn80Ga81Ge82As83Se84Br85Kr86Rb87Sr88Y89Zr90Nb91Mo92Tc93Ru94Rh95Pd96Ag97Cd98In99Sn
5078Ni79Cu80Zn81Ga82Ge83As84Se85Br86Kr87Rb88Sr89Y90Zr91Nb92Mo93Tc94Ru95Rh96Pd97Ag98Cd99In100Sn
5180Cu81Zn82Ga83Ge84As85Se86Br87Kr88Rb89Sr90Y91Zr92Nb93Mo94Tc95Ru96Rh97Pd98Ag99Cd100In101Sn
5281Cu82Zn83Ga84Ge85As86Se87Br88Kr89Rb90Sr91Y92Zr93Nb94Mo95Tc96Ru97Rh98Pd99Ag100Cd101In102Sn103Sb
5382Cu83Zn84Ga85Ge86As87Se88Br89Kr90Rb91Sr92Y93Zr94Nb95Mo96Tc97Ru98Rh99Pd100Ag101Cd102In103Sn104Sb105Te
5484Zn85Ga86Ge87As88Se89Br90Kr91Rb92Sr93Y94Zr95Nb96Mo97Tc98Ru99Rh100Pd101Ag102Cd103In104Sn105Sb106Te
5586Ga87Ge88As89Se90Br91Kr92Rb93Sr94Y95Zr96Nb97Mo98Tc99Ru100Rh101Pd102Ag103Cd104In105Sn106Sb107Te108I109Xe
5687Ga88Ge89As90Se91Br92Kr93Rb94Sr95Y96Zr97Nb98Mo99Tc100Ru101Rh102Pd103Ag104Cd105In106Sn107Sb108Te109I110Xe
5789Ge90As91Se92Br93Kr94Rb95Sr96Y97Zr98Nb99Mo100Tc101Ru102Rh103Pd104Ag105Cd106In107Sn108Sb109Te110I111Xe112Cs
5891As92Se93Br94Kr95Rb96Sr97Y98Zr99Nb100Mo101Tc102Ru103Rh104Pd105Ag106Cd107In108Sn109Sb110Te111I112Xe113Cs114Ba
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6196Br97Kr98Rb99Sr100Y101Zr102Nb103Mo104Tc105Ru106Rh107Pd108Ag109Cd110In111Sn112Sb113Te114I115Xe116Cs117Ba118La119Ce
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66104Sr105Y106Zr107Nb108Mo109Tc110Ru111Rh112Pd113Ag114Cd115In116Sn117Sb118Te119I120Xe121Cs122Ba123La124Ce125Pr126Nd127Pm128Sm
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Quellen und Hinweise

Eigenschaften der Zirconium-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.

Zirconium NMR Eigenschaften: 91Zr-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.

Spezielles:

[6] - A.Nystrom, M.Thoennessen:
Discovery of yttrium, zirconium, niobium, technetium, and ruthenium isotopes.
In: Atomic Data and Nuclear Data Tables, (2012), DOI 10.1016/j.adt.2011.12.002.

[7] - NN:
Zirconium-89 PET.
Kommerzielle Produktinfo mit Zr-89 Zerfallstabelle.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 20. Januar 2019.



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