동위원소

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1. 개요

2. 특성

3. 분리

4. 생성

5. 용어

5.1. 핵종

5.1.1. 절멸 핵종

5.2. 방사성 동위원소

5.3. 평균 원자량

6. 활용

7. 동위원소 목록

8. 관련 문서

1 . 개요[편집]

同位元素 / Isotope

원자의 양성자 수는 같으나 중성자 수가 달라 질량이 다른 원소들을 말한다. 특정 원자번호에 해당하는 원소의 원자는 딱 원자번호만큼의 양성자를 가지지만, 중성자 수는 달라질 수 있다. 달라지는 중성자 수는 원자마다 다르다.

서로 다른 원자 간에, 중성자 수가 달라도 양성자 수만 같으면 원소명은 같다. 따라서 같은 원소라 하더라도 원자핵(nucleus)[1]의 핵자(nucleon)[2]의 숫자는(질량수라 한다) 동위원소마다 서로 다르다. 예를 들어 탄소-12와 탄소-13과 탄소-14는 탄소라는 원소의 3가지 동위원소인데, 질량수가 각각 12, 13, 14다. 탄소의 원자번호는 6(모든 탄소 원자는 6개의 양성자를 가짐)이므로, 중성자 수는 각각 6, 7, 8이다.

원자핵은 양성자와 중성자가 핵력으로 결합하여 만들어진 것이다. 양성자는 양전하를 띠기 때문에 서로를 밀어낸다. 중성자는 전기적으로 중성이라 밀어내는 척력이 없고, 오히려 다음과 같은 이유로 원자핵을 안정화시키는 역할을 한다. 우선, 중성자가 끼어들면 양성자 간의 거리가 약간 벌어지게 되고, 따라서 양성자 간 전기적 척력이 약간 약해진다. 그리고 중성자는 다른 중성자 및 양성자에게 끌어당기는 힘인 핵력을 미쳐서 안정화시킨다. 이러한 이유로, 2개 이상의 양성자가 원자핵에 결합하기 위해서는 중성자가 필요해진다. 양성자 수가 늘어남에 따라 양성자 수에 대비한 중성자의 비율도 늘어나는데, 그래야 원자핵이 안정되기 때문이다. 칼슘-40보다 무거운 원소는 모두 양성자보다 중성자가 더 많다. 그렇지만 중성자가 너무 많으면 불안정한 이유는 중성자 자체가 불안정하기 때문이다.

2 . 특성[편집]

같은 원소의 동위원소들은 서로 거의 같은 화학적 성질을 가진다. 원자는 양성자 수와 같은 수의 전자를 가지는데, 같은 원소의 동위원소들은 같은 수의 양성자를 가진다. 따라서 동위원소들은 비슷한 전자구조를 가진다. 화학적 성질은 주로 전자 구조에 의해 결정되니까, 결국 동위원소들의 화학 성질이 거의 같게 되는 것이다. 다만 이론에 따르면 동위원소 간 핵질량 차이가 큰 경우 무시할 수 없을 정도의 동위원소 효과(Isotopic effect)가 발생할 수 있으며, 가장 두드러지게 이 현상이 나타나는 것이 수소(1H)와 중수소(D)이다.[3]

그러나 대부분의 동위원소들[4]에서는 동위원소 간의 화학적 차이를 무시할 수 있다. 전자들의 질량에 비해 핵 질량이 훨씬 크고, 동위원소 간의 질량 차이가 비율로 따질 때 비교적 작기 때문이다. 비슷한 이유로, 동위원소로 이루어진 분자도 같은 전자 구조를 가지고, 물리적/화학적 특성도 거의 같게 된다. 다만, 분자의 진동 형태는 구성 원자의 모양과 질량에 의해 결정되므로, 이 경우는 서로 다른 진동 형태를 가지게 된다. 빛의 흡수는 진동 형태에 따라 달라지므로 동위원소 화합물은 적외선 영역에서 서로 다른 광학적 특성을 가진다.

3 . 분리[편집]

경수소와 중수소는 화학적 성질이 다르다. 수소의 양성자가 하나밖에 없기 때문이다. 두 원소를 분리하기 위해서는 화학적 성질을 이용한다.

그 외의 동위원소들은 화학적 특성이 거의 같기 때문에, 동위원소를 분리해내는 것은 기술적으로 어려운 일이다. 특히 우라늄이라든가 플루토늄 같은 무거운 원소의 경우는 더 그렇다. 리튬이나 탄소 같은 가벼운 원소는 기체 확산법이라고 해서 기체 원소와 화합물 상태로 만든 후 기체의 확산을 사용해서 분리하는 방법을 쓴다. 질량이 가볍기 때문에 동위원소 간의 질량 차이가 비교적 큰 비율로 나기 때문이다. 무거운 원소는 동위원소가 질량 비율이 별로 차이가 없어서 절대적 우위를 가진 방법이 없다. 예를 들어 우라늄 동위원소에는 기체 확산법, 기체 원심분리법, 레이저 이온화 분리, 맨해튼 계획에서 사용된 전자기력 분리법 같은 방법들이 사용되었다.

4 . 생성[편집]

원소는 하나 혹은 그 이상의 자연적으로 발생한 동위원소로 구성된다. 애초 지구가 탄생할 때 동위원소가 생성이 된 원소도 있고, 우주 복사선에 의해 나중에 생성된 것도 있다. 우주론에 의하면, 수소와 헬륨의 동위원소와, 미량의 리튬과 베릴륨의 동위원소 및 붕소 일부만이 빅뱅에서 생성되었다고 한다. 나머지 원소들은 그 이후에 항성과 초신성, 우주방사선에 의해 초기 원소로부터 합성되었다고 한다. 핵합성 참고.

플루토늄까지 쳤을 때 약 94종의 원소가 지구상에서 자연 상태에서 발견되는데, 일부 원소는 플루토늄-244처럼 극히 미량만 발견된다. 지구의 자연 상태에서 발견되는 원소를 동위원소까지 다 합치면 339종으로 예측된다. 테크네튬과 프로메튬을 빼고 수소에서 납까지 80개의 원소만이 안정한 동위원소를 가진다. 이 중 가장 많은 안정 동위원소를 가지는 것은 주석으로서, 10개를 가진다. 제논이 8개의 안정 동위원소를 가져서 2위. 루테늄, 텔루륨, 바륨, 디스프로슘, 이터븀, 수은이 각각 7개로 공동 3위이다.

반면 26종의 원소는 딱 하나의 안정 동위원소를 가진다.[5] 모두 합쳐 258종의 핵종이 안정적인 것으로 알려져 있다. 그리고 자연 상태에는 없는 3,000여 종의 동위원소들이 핵 반응로와 입자가속기에 의해 인공적으로 만들어졌다.

5 . 용어[편집]

5.1 . 핵종[편집]

동위원소와 비슷한 용어로 핵종(nuclide)이 있다. 핵종은 핵자(양성자+중성자)가 특정 수의 양성자와 중성자를 가지는 원자를 뜻한다. 예를 들어 6개의 양성자와 딱 7개의 중성자를 가지는 탄소-13만을 정확히 지칭하고자 하면, 핵종이란 용어를 쓴다. 핵종 개념은 화학적 특성보다 핵 특성을 강조하는 것이고, 동위원소 개념은 핵 특성보다는 화학적 특성을 강조한다. 현실적으로는, 동위원소가 더 오래된 용어라서 핵종보다 더 잘 알려져 있고, 핵종이란 말이 더 적합한 경우에도 동위원소라 칭하는 경우가 많다.

동위원소나 핵종은 특정 원소의 이름 뒤에 하이픈+질량수를 붙여서 표기한다. 예를 들어 탄소-12, 우라늄-235... 원소 기호를 쓸 때에는 하이픈 표기 대신 원소 기호의 왼쪽 위에 작은 숫자를 쓰는 방식으로 표기한다. ¹⁴C 처럼. 원자번호를 왼쪽 아래에 추가하여 쓰기도 하는데, 어차피 원소 기호를 보면 원자번호를 알 수 있으니 생략하는 경우가 많다. 안정 상태가 아닌 물질에는 질량수 뒤에 m 을 붙이기도 한다. 수소의 경우에는 과학적 표기가 아니라 경수소/중수소/삼중수소로 따로 부르기도 한다.

5.1.1 . 절멸 핵종[편집]

핵종 가운데 반감기가 매우 짧아 실험실 환경에서만 그 존재를 입증할 수 있는 핵종을 뜻한다. 자세한 내용은 문서 참조.

5.2 . 방사성 동위원소[편집]

일부 동위원소는 방사선을 뿜으면서 자연적으로 붕괴한다. 이를 방사성 동위원소라 하며, 반면 붕괴하지 않는 것은 안정 동위원소라 한다. 예를 들어 ¹⁴C는 탄소의 방사성 동위원소고, ¹²C와 ¹³C는 안정 동위원소다. 겉보기에 안정적으로 보이는 많은 동위원소들이 이론적으로는 방사성 동위원소라고 예상된다. 즉, 많은 원소들이, 붕괴하지 않는 것이 아니라, 단지 아주 긴 반감기를 가졌을 뿐이라는 것이다. 붕괴하지 않는 것으로 알려진 258종의 핵종 중에서 90종만이 이론적으로도 확실하게 안정 핵종이다. 나머지 168종의 안정 핵종은 "이론적으로는" 붕괴가 가능한데, 다만 아직 붕괴가 관찰된 바는 없다. 이러한 "이론적 붕괴"에 소요되는 반감기는 우주의 나이와 비교할 수 없이 길다. 30종의 핵종은 우주 나이보다 더 긴 반감기를 가진 것으로 이미 밝혀져 있다. 밝혀진 핵종 중 가장 긴 반감기를 가진 텔루륨-128의 반감기는 2.23 × 10²⁴년으로 우주의 나이보다 160조 배나 더 길다. 인공적으로 생성된 방사성 핵종을 더한다면, 알려진 핵종은 3,100개를 넘는다. 여기에는 안정적이거나 혹은 60분 이상의 반감기를 가지는 905개의 핵종이 포함된다.

5.3 . 평균 원자량[편집]

특정 원소에 대해 질량이 서로 다른 동위원소들이 존재하므로, 원소의 질량을 규정할 원칙이 필요하다. 원소의 원자 질량은 서로 다른 질량을 가지는 여러 동위원소의 평균값으로 정의된다. 동위원소의 존재 비율에 따라 평균을 내므로 소수점이 나온다. 예를 들어 염소는 75.8%의 염소-35와 24.2%의 염소-37로 구성되어 평균 원자량은 35.5 AMU(원자 질량 단위)다.

6 . 활용[편집]

동위원소는 여러 가지에 사용된다. 동위원소 분석법은 동위원소의 특징을 측정하는 것인데, 고고학, 환경생태학, 범죄감식 등 다양한 분야에서 활용된다.

동위원소의 또 다른 흔한 용도는 동위원소 표지법이다. 이것은 드물게 존재하는 동위원소를 추적용 물질로 집어넣고, 질량 분석법이나 적외선 분광법을 통해 화학반응의 흐름을 추적하는 것이다. 방사능 동위원소 표지법과 비슷한 것으로 방사능 연대 측정법이 있다. 불안정한 동위원소의 양을 측정하고, 그 물질의 반감기 값을 이용해서 지나간 시간을 역산하는 것이다. 방사성 탄소 연대측정법이 가장 흔하다. 그 밖에 몇몇 분광법이 특정 동위원소의 핵 특성을 이용하기도 하고, 원자력 발전과 핵무기 제조에는 대량의 방사성 동위원소가 사용된다.

7 . 동위원소 목록[편집]

동위원소 표

[ ~10 ]

Z →	0	1
n ↓	n	H	2	3	4	5
0	¹H		He	Li	Be	B	6
1	¹n	²H	³He	⁴Li	⁵Be	⁶B	C	7
2		³H	⁴He	⁵Li	⁶Be	⁷B	⁸C	N	8
3	⁴H	⁵He	⁶Li	⁷Be	⁸B	⁹C	¹⁰N	O	9	10
4	⁵H	⁶He	⁷Li	⁸Be	⁹B	¹⁰C	¹¹N	¹²O	F	Ne
5	⁶H	⁷He	⁸Li	⁹Be	¹⁰B	¹¹C	¹²N	¹³O	¹⁴F	¹⁵Ne
6	⁷H	⁸He	⁹Li	¹⁰Be	¹¹B	¹²C	¹³N	¹⁴O	¹⁵F	¹⁶Ne
7		⁹He	¹⁰Li	¹¹Be	¹²B	¹³C	¹⁴N	¹⁵O	¹⁶F	¹⁷Ne
8	¹⁰He	¹¹Li	¹²Be	¹³B	¹⁴C	¹⁵N	¹⁶O	¹⁷F	¹⁸Ne
9		¹²Li	¹³Be	¹⁴B	¹⁵C	¹⁶N	¹⁷O	¹⁸F	¹⁹Ne
10		¹⁴Be	¹⁵B	¹⁶C	¹⁷N	¹⁸O	¹⁹F	²⁰Ne
11	¹⁵Be	¹⁶B	¹⁷C	¹⁸N	¹⁹O	²⁰F	²¹Ne
12	¹⁶Be	¹⁷B	¹⁸C	¹⁹N	²⁰O	²¹F	²²Ne
13		¹⁸B	²⁰N		²¹O	²²F	²³Ne
14		²⁰C	²¹N	²²O	²³F	²⁴Ne
15	²²N		²³O	²⁴F	²⁵Ne
16	²²C	²³N	²⁴O	²⁵F	²⁶Ne
17		²⁴N	²⁶F		²⁷Ne
18		²⁶O	²⁷F	²⁸Ne
19		²⁸F	²⁹Ne
20	²⁹F	³⁰Ne
21	³⁰F	³¹Ne
22	³¹F	³²Ne
23		³³Ne
24	³⁴Ne
25
26

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[ ~20 ]

Z →	11	12
n ↓	Na	Mg	13	14
7	¹⁸Na	¹⁹Mg	Al	Si
8	¹⁹Na	²⁰Mg	²¹Al	²²Si	15	16
9	²⁰Na	²¹Mg	²²Al	²³Si	P	S
10	²¹Na	²²Mg	²³Al	²⁴Si	²⁵P	²⁶S	17	18
11	²²Na	²³Mg	²⁴Al	²⁵Si	²⁶P	²⁷S	Cl	Ar
12	²³Na	²⁴Mg	²⁵Al	²⁶Si	²⁷P	²⁸S	²⁹Cl	³⁰Ar	19	20
13	²⁴Na	²⁵Mg	²⁶Al	²⁷Si	²⁸P	²⁹S	³⁰Cl	³¹Ar	K	Ca
14	²⁵Na	²⁶Mg	²⁷Al	²⁸Si	²⁹P	³⁰S	³¹Cl	³²Ar	³³K	³⁴Ca
15	²⁶Na	²⁷Mg	²⁸Al	²⁹Si	³⁰P	³¹S	³²Cl	³³Ar	³⁴K	³⁵Ca
16	²⁷Na	²⁸Mg	²⁹Al	³⁰Si	³¹P	³²S	³³Cl	³⁴Ar	³⁵K	³⁶Ca
17	²⁸Na	²⁹Mg	³⁰Al	³¹Si	³²P	³³S	³⁴Cl	³⁵Ar	³⁶K	³⁷Ca
18	²⁹Na	³⁰Mg	³¹Al	³²Si	³³P	³⁴S	³⁵Cl	³⁶Ar	³⁷K	³⁸Ca
19	³⁰Na	³¹Mg	³²Al	³³Si	³⁴P	³⁵S	³⁶Cl	³⁷Ar	³⁸K	³⁹Ca
20	³¹Na	³²Mg	³³Al	³⁴Si	³⁵P	³⁶S	³⁷Cl	³⁸Ar	³⁹K	⁴⁰Ca
21	³²Na	³³Mg	³⁴Al	³⁵Si	³⁶P	³⁷S	³⁸Cl	³⁹Ar	⁴⁰K	⁴¹Ca
22	³³Na	³⁴Mg	³⁵Al	³⁶Si	³⁷P	³⁸S	³⁹Cl	⁴⁰Ar	⁴¹K	⁴²Ca
23	³⁴Na	³⁵Mg	³⁶Al	³⁷Si	³⁸P	³⁹S	⁴⁰Cl	⁴¹Ar	⁴²K	⁴³Ca
24	³⁵Na	³⁶Mg	³⁷Al	³⁸Si	³⁹P	⁴⁰S	⁴¹Cl	⁴²Ar	⁴³K	⁴⁴Ca
25	³⁶Na	³⁷Mg	³⁸Al	³⁹Si	⁴⁰P	⁴¹S	⁴²Cl	⁴³Ar	⁴⁴K	⁴⁵Ca
26	³⁷Na	³⁸Mg	³⁹Al	⁴⁰Si	⁴¹P	⁴²S	⁴³Cl	⁴⁴Ar	⁴⁵K	⁴⁶Ca
27		³⁹Mg	⁴⁰Al	⁴¹Si	⁴²P	⁴³S	⁴⁴Cl	⁴⁵Ar	⁴⁶K	⁴⁷Ca
28	⁴⁰Mg	⁴¹Al	⁴²Si	⁴³P	⁴⁴S	⁴⁵Cl	⁴⁶Ar	⁴⁷K	⁴⁸Ca
29		⁴²Al	⁴³Si	⁴⁴P	⁴⁵S	⁴⁶Cl	⁴⁷Ar	⁴⁸K	⁴⁹Ca
30	⁴³Al	⁴⁴Si	⁴⁵P	⁴⁶S	⁴⁷Cl	⁴⁸Ar	⁴⁹K	⁵⁰Ca
31			⁴⁶P	⁴⁸Cl		⁴⁹Ar	⁵⁰K	⁵¹Ca
32		⁴⁸S	⁴⁹Cl	⁵⁰Ar	⁵¹K	⁵²Ca
33		⁵⁰Cl	⁵¹Ar	⁵²K	⁵³Ca
34	⁵¹Cl	⁵²Ar	⁵³K	⁵⁴Ca
35		⁵³Ar	⁵⁴K	⁵⁵Ca
36		⁵⁵K	⁵⁶Ca
37	⁵⁶K	⁵⁷Ca
38		⁵⁸Ca
39
40

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[ ~30 ]

Z →	21	22
n ↓	Sc	Ti
16		³⁸Ti	23	24
17	³⁸Sc	³⁹Ti	V	Cr	25	26
18	³⁹Sc	⁴⁰Ti		⁴²Cr	Mn	Fe	27	28
19	⁴⁰Sc	⁴¹Ti	⁴²V	⁴³Cr	⁴⁴Mn	⁴⁵Fe	Co	Ni
20	⁴¹Sc	⁴²Ti	⁴³V	⁴⁴Cr	⁴⁵Mn	⁴⁶Fe		⁴⁸Ni
21	⁴²Sc	⁴³Ti	⁴⁴V	⁴⁵Cr	⁴⁶Mn	⁴⁷Fe		⁴⁹Ni
22	⁴³Sc	⁴⁴Ti	⁴⁵V	⁴⁶Cr	⁴⁷Mn	⁴⁸Fe		⁵⁰Ni	29	30
23	⁴⁴Sc	⁴⁵Ti	⁴⁶V	⁴⁷Cr	⁴⁸Mn	⁴⁹Fe	⁵⁰Co	⁵¹Ni	Cu	Zn
24	⁴⁵Sc	⁴⁶Ti	⁴⁷V	⁴⁸Cr	⁴⁹Mn	⁵⁰Fe	⁵¹Co	⁵²Ni	⁵³Cu	⁵⁴Zn
25	⁴⁶Sc	⁴⁷Ti	⁴⁸V	⁴⁹Cr	⁵⁰Mn	⁵¹Fe	⁵²Co	⁵³Ni	⁵⁴Cu	⁵⁵Zn
26	⁴⁷Sc	⁴⁸Ti	⁴⁹V	⁵⁰Cr	⁵¹Mn	⁵²Fe	⁵³Co	⁵⁴Ni	⁵⁵Cu	⁵⁶Zn
27	⁴⁸Sc	⁴⁹Ti	⁵⁰V	⁵¹Cr	⁵²Mn	⁵³Fe	⁵⁴Co	⁵⁵Ni	⁵⁶Cu	⁵⁷Zn
28	⁴⁹Sc	⁵⁰Ti	⁵¹V	⁵²Cr	⁵³Mn	⁵⁴Fe	⁵⁵Co	⁵⁶Ni	⁵⁷Cu	⁵⁸Zn
29	⁵⁰Sc	⁵¹Ti	⁵²V	⁵³Cr	⁵⁴Mn	⁵⁵Fe	⁵⁶Co	⁵⁷Ni	⁵⁸Cu	⁵⁹Zn
30	⁵¹Sc	⁵²Ti	⁵³V	⁵⁴Cr	⁵⁵Mn	⁵⁶Fe	⁵⁷Co	⁵⁸Ni	⁵⁹Cu	⁶⁰Zn
31	⁵²Sc	⁵³Ti	⁵⁴V	⁵⁵Cr	⁵⁶Mn	⁵⁷Fe	⁵⁸Co	⁵⁹Ni	⁶⁰Cu	⁶¹Zn
32	⁵³Sc	⁵⁴Ti	⁵⁵V	⁵⁶Cr	⁵⁷Mn	⁵⁸Fe	⁵⁹Co	⁶⁰Ni	⁶¹Cu	⁶²Zn
33	⁵⁴Sc	⁵⁵Ti	⁵⁶V	⁵⁷Cr	⁵⁸Mn	⁵⁹Fe	⁶⁰Co	⁶¹Ni	⁶²Cu	⁶³Zn
34	⁵⁵Sc	⁵⁶Ti	⁵⁷V	⁵⁸Cr	⁵⁹Mn	⁶⁰Fe	⁶¹Co	⁶²Ni	⁶³Cu	⁶⁴Zn
35	⁵⁶Sc	⁵⁷Ti	⁵⁸V	⁵⁹Cr	⁶⁰Mn	⁶¹Fe	⁶²Co	⁶³Ni	⁶⁴Cu	⁶⁵Zn
36	⁵⁷Sc	⁵⁸Ti	⁵⁹V	⁶⁰Cr	⁶¹Mn	⁶²Fe	⁶³Co	⁶⁴Ni	⁶⁵Cu	⁶⁶Zn
37	⁵⁸Sc	⁵⁹Ti	⁶⁰V	⁶¹Cr	⁶²Mn	⁶³Fe	⁶⁴Co	⁶⁵Ni	⁶⁶Cu	⁶⁷Zn
38	⁵⁹Sc	⁶⁰Ti	⁶¹V	⁶²Cr	⁶³Mn	⁶⁴Fe	⁶⁵Co	⁶⁶Ni	⁶⁷Cu	⁶⁸Zn
39		⁶¹Ti	⁶²V	⁶³Cr	⁶⁴Mn	⁶⁵Fe	⁶⁶Co	⁶⁷Ni	⁶⁸Cu	⁶⁹Zn
40	⁶¹Sc	⁶²Ti	⁶³V	⁶⁴Cr	⁶⁵Mn	⁶⁶Fe	⁶⁷Co	⁶⁸Ni	⁶⁹Cu	⁷⁰Zn
	41	⁶³Ti	⁶⁴V	⁶⁵Cr	⁶⁶Mn	⁶⁷Fe	⁶⁸Co	⁶⁹Ni	⁷⁰Cu	⁷¹Zn
	42	⁶⁴TI	⁶⁵V	⁶⁶Cr	⁶⁷Mn	⁶⁸Fe	⁶⁹Co	⁷⁰Ni	⁷¹Cu	⁷²Zn
		43	⁶⁶V		⁶⁸Mn	⁶⁹Fe	⁷⁰Co	⁷¹Ni	⁷²Cu	⁷³Zn
		44	⁶⁷V	⁶⁸Cr	⁶⁹Mn	⁷⁰Fe	⁷¹Co	⁷²Ni	⁷³Cu	⁷⁴Zn
			45	⁶⁹Cr	⁷⁰Mn	⁷¹Fe	⁷²Co	⁷³Ni	⁷⁴Cu	⁷⁵Zn
			46	⁷⁰Cr	⁷¹Mn	⁷²Fe	⁷³Co	⁷⁴Ni	⁷⁵Cu	⁷⁶Zn
				47	⁷²Mn	⁷³Fe	⁷⁴Co	⁷⁵Ni	⁷⁶Cu	⁷⁷Zn
					48	⁷⁴Fe	⁷⁵Co	⁷⁶Ni	⁷⁷Cu	⁷⁸Zn
					49	⁷⁵Fe	⁷⁶Co	⁷⁷Ni	⁷⁸Cu	⁷⁹Zn
						50	⁷⁷Co	⁷⁸Ni	⁷⁹Cu	⁸⁰Zn
							51	⁷⁹Ni	⁸⁰Cu	⁸¹Zn
							52	⁸⁰Ni	⁸¹Cu	⁸²Zn
								53	⁸²Cu	⁸³Zn
									54	⁸⁴Zn
									55	⁸⁵Zn
										56

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[ ~40 ]

Z →	31	32
n ↓	Ga	Ge
27	⁵⁹Ge
28	⁵⁹Ga	⁶⁰Ge	33	34
29	⁶⁰Ga	⁶¹Ge	As	Se
30	⁶¹Ga	⁶²Ge	⁶³As	⁶⁴Se
31	⁶²Ga	⁶³Ge	⁶⁴As	⁶⁵Se	35	36
32	⁶³Ga	⁶⁴Ge	⁶⁵As	⁶⁶Se	Br	Kr
33	⁶⁴Ga	⁶⁵Ge	⁶⁶As	⁶⁷Se	⁶⁹Kr		37	38
34	⁶⁵Ga	⁶⁶Ge	⁶⁷As	⁶⁸Se	⁶⁹Br	⁷⁰Kr	Rb	Sr
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117

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177	²⁹³Lv	²⁹⁴Ts

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{{{#!wiki style="display: inline-table; min-width:max(5em, 16%); min-height:2em">

[ 색 설명 ]

¹⁶¹Gd	<1h	¹⁴⁶Gd	10 d-100 d	¹⁵⁰Gd	10 ky-100My
¹⁵⁹Gd	1 h-1 d	¹⁵³Gd	100 d-10 y	¹⁵²Gd	100My
¹⁴⁹Gd	1 d-10 d	¹⁴⁸Gd	10 y-10 ky	¹⁵⁸Gd	안정

[include(틀:문서 가져옴,
title=틀:동위원소 표/0-10, version=7,
title2=틀:동위원소 표/11-20, version2=9,
title3=틀:동위원소 표/21-30, version3=10,
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title8=틀:동위원소 표/71-80, version8=7,
title9=틀:동위원소 표/81-90, version9=8,
title10=틀:동위원소 표/91-100, version10=7,
title11=틀:동위원소 표/101-110, version11=9,
title12=틀:동위원소 표/111-118, version12=7,
title13=틀:동위원소 표/반감기, version13=12)]

안정한 동위원소의 목록은 다음과 같다.출처

핵종	원자번호	스핀과 패리티	존재비(%)	질량(μ AMU)	반감기	붕괴 방식
¹H	1	1/2+	99.9885(70)	1007825.03224(9)
²H	1	1+	0.0115(70)	2014101.77811(12)
³He	2	1/2+	0.000134(3)	3016029.32265(22)
⁴He	2	0+	99.999866(3)	4002603.25413(6)
⁶Li	3	1+	7.59(4)	6015122.8874(15)
⁷Li	3	3/2-	92.41(4)	7016003.437(5)
⁹Be	4	3/2-	100	9012183.07(8)
¹⁰B	5	3+	19.9(7)	10012936.862(16)
¹¹B	5	3/2-	80.1(7)	11009305.166(13)
¹²C	6	0+	98.93(8)	12000000(0)
¹³C	6	1/2-	1.07(8)	13003354.83521(23)
¹⁴N	7	1+	99.636(20)	14003074.00446(21)
¹⁵N	7	1/2-	0.364(20)	15000108.8989(5)
¹⁶O	8	0+	99.757(16)	15994914.6196(17)
¹⁷O	8	5/2+	0.038(1)	16999131.7566(7)
¹⁸O	8	0+	0.205(14)	17999159.6128(8)
¹⁹F	9	1/2+	100	18998403.1629(9)
²⁰Ne	10	0+	90.48(3)	19992440.1762(17)
²¹Ne	10	3/2+	0.27(1)	20993846.68(4)
²²Ne	10	0+	9.25(3)	21991385.109(18)
²³Na	11	3/2+	100	22989769.282(19)
²⁴Mg	12	0+	78.99(4)	23985041.697(14)
²⁵Mg	12	5/2+	10.00(1)	24985836.96(5)
²⁶Mg	12	0+	11.01(3)	25982592.97(3)
²⁷Al	13	5/2+	100	26981538.41(5)
²⁸Si	14	0+	92.223(19)	27976926.535(5)
²⁹Si	14	1/2+	4.685(8)	28976494.6652(5)
³⁰Si	14	0+	3.092(11)	29973770.136(23)
³¹P	15	1/2+	100	30973761.9986(7)
³²S	16	0+	94.99(26)	31972071.1744(14)
³³S	16	3/2+	0.75(2)	32971458.9098(14)
³⁴S	16	0+	4.25(24)	33967867.01(5)
³⁶S	16	0+	0.01(1)	35967080.7(20)
³⁵Cl	17	3/2+	75.76(10)	34968852.69(4)
³⁷Cl	17	3/2+	24.24(10)	36965902.58(5)
³⁶Ar	18	0+	0.3336(21)	35967545.105(28)
³⁸Ar	18	0+	0.0629(7)	37962732.1(21)
⁴⁰Ar	18	0+	99.6035(25)	39962383.1238(23)
³⁹K	19	3/2+	93.2581(44)	38963706.487(5)
⁴¹K	19	3/2+	6.7302(44)	40961825.258(4)
⁴⁰Ca	20	0+	96.94(16)	39962590.865(22)
⁴²Ca	20	0+	0.647(23)	41958617.83(16)
⁴³Ca	20	7/2-	0.135(10)	42958766.43(24)
⁴⁴Ca	20	0+	2.09(11)	43955481.5(3)
⁴⁶Ca	20	0+	0.004(3)	45953688.0(24)
⁴⁵Sc	21	7/2-	100	44955907.5(7)
⁴⁶Ti	22	0+	8.25(3)	45952626.86(18)
⁴⁷Ti	22	5/2-	7.44(2)	46951757.75(12)
⁴⁸Ti	22	0+	73.72(3)	47947940.93(12)
⁴⁹Ti	22	7/2-	5.41(2)	48947864.63(12)
⁵⁰Ti	22	0+	5.18(2)	49944785.84(13)
⁵¹V	23	7/2-	99.75(4)	50943956.9(4)
⁵⁰Cr	24	0+	4.345(13)	49946041.4(5)	1.3 × 10¹⁸ y	2ec ?
⁵²Cr	24	0+	83.789(18)	51940505.0(4)
⁵³Cr	24	3/2-	9.501(17)	52940647.0(4)
⁵⁴Cr	24	0+	2.365(7)	53938878.0(4)
⁵⁵Mn	25	5/2-	100	54938043.2(3)
⁵⁴Fe	26	0+	5.845(35)	53939608.3(4)
⁵⁶Fe	26	0+	91.754(36)	55934935.6(3)
⁵⁷Fe	26	1/2-	2.119(10)	56935392.1(3)
⁵⁸Fe	26	0+	0.282(4)	57933273.7(4)
⁵⁹Co	27	7/2-	100	58933193.7(4)
⁵⁸Ni	28	0+	68.077(19)	57935341.8(4)
⁶⁰Ni	28	0+	26.223(15)	59930785.3(4)
⁶¹Ni	28	3/2-	1.1399(13)	60931054.9(4)
⁶²Ni	28	0+	3.6346(40)	61928344.9(5)
⁶⁴Ni	28	0+	0.9255(19)	63927966.3(5)
⁶³Cu	29	3/2-	69.15(15)	62929597.2(5)
⁶⁵Cu	29	3/2-	30.85(15)	64927789.5(7)
⁶⁴Zn	30	0+	49.17(75)	63929141.8(7)
⁶⁶Zn	30	0+	27.73(98)	65926033.7(8)
⁶⁷Zn	30	5/2-	4.04(16)	66927127.5(8)
⁶⁸Zn	30	0+	18.45(63)	67924844.3(8)
⁷⁰Zn	30	0+	0.61(10)	69925319.2(21)	3.8 × 10¹⁸ y	2β- ?
⁶⁹Ga	31	3/2-	60.108(9)	68925573.5(13)
⁷¹Ga	31	3/2-	39.892(9)	70924702.5(9)
⁷⁰Ge	32	0+	20.57(27)	69924248.7(9)
⁷²Ge	32	0+	27.45(32)	71922075.83(8)
⁷³Ge	32	9/2+	7.75(12)	72923458.96(6)
⁷⁴Ge	32	0+	36.5(20)	73921177.762(13)
⁷⁶Ge	32	0+	7.73(12)	75921402.726(19)
⁷⁵As	33	3/2-	100	74921594.6(9)
⁷⁴Se	34	0+	0.89(4)	73922475.935(15)
⁷⁶Se	34	0+	9.37(29)	75919213.704(17)
⁷⁷Se	34	1/2-	7.63(16)	76919914.15(7)
⁷⁸Se	34	0+	23.77(28)	77917309.24(19)
⁸⁰Se	34	0+	49.61(41)	79916521.8(10)		2β- ?
⁷⁹Br	35	3/2-	50.69(7)	78918337.6(11)
⁸¹Br	35	3/2-	49.31(7)	80916288.2(10)
⁷⁸Kr	36	0+	0.355(3)	77920366.3(3)
⁸⁰Kr	36	0+	2.286(10)	79916378.0(7)
⁸²Kr	36	0+	11.593(31)	81913481.155(6)
⁸³Kr	36	9/2+	11.5(19)	82914126.518(9)
⁸⁴Kr	36	0+	56.987(15)	83911497.729(4)
⁸⁶Kr	36	0+	17.279(41)	85910610.626(4)
⁸⁵Rb	37	5/2-	72.17(2)	84911789.738(5)
⁸⁴Sr	38	0+	0.56(1)	83913419.1(13)
⁸⁶Sr	38	0+	9.86(1)	85909260.726(6)
⁸⁷Sr	38	9/2+	7(1)	86908877.496(5)
⁸⁸Sr	38	0+	82.58(1)	87905612.256(6)
⁸⁹Y	39	1/2-	100	88905841.2(17)
⁹⁰Zr	40	0+	51.45(40)	89904698.76(13)
⁹¹Zr	40	5/2+	11.22(5)	90905640.22(11)
⁹²Zr	40	0+	17.15(8)	91905035.32(11)
⁹⁴Zr	40	0+	17.38(28)	93906312.52(17)
⁹³Nb	41	9/2+	100	92906373.2(16)
⁹²Mo	42	0+	14.53(30)	91906807.15(17)
⁹⁴Mo	42	0+	9.15(9)	93905083.59(15)
⁹⁵Mo	42	5/2+	15.84(11)	94905837.44(13)
⁹⁶Mo	42	0+	16.67(15)	95904674.77(13)
⁹⁷Mo	42	5/2+	9.6(14)	96906016.9(18)
⁹⁸Mo	42	0+	24.39(37)	97905403.61(19)
⁹⁶Ru	44	0+	5.54(14)	95907588.91(18)
⁹⁸Ru	44	0+	1.87(3)	97905287(7)
⁹⁹Ru	44	5/2+	12.76(14)	98905930.3(4)
¹⁰⁰Ru	44	0+	12.6(7)	99904210.5(4)
¹⁰¹Ru	44	5/2+	17.06(2)	100905573.1(4)
¹⁰²Ru	44	0+	31.55(14)	101904340.3(4)
¹⁰⁴Ru	44	0+	18.62(27)	103905425.4(27)
¹⁰³Rh	45	1/2-	100	102905494.1(25)
¹⁰²Pd	46	0+	1.02(1)	101905632.1(6)
¹⁰⁴Pd	46	0+	11.14(8)	103904030.4(14)
¹⁰⁵Pd	46	5/2+	22.33(8)	104905079.5(12)
¹⁰⁶Pd	46	0+	27.33(3)	105903480.3(12)
¹⁰⁸Pd	46	0+	26.46(9)	107903891.8(12)
¹¹⁰Pd	46	0+	11.72(9)	109905172.9(7)
¹⁰⁷Ag	47	1/2-	51.839(8)	106905091.5(26)
¹⁰⁹Ag	47	1/2-	48.161(8)	108904755.8(14)
¹⁰⁶Cd	48	0+	1.25(6)	105906459.8(12)		2β+
¹⁰⁸Cd	48	0+	0.89(3)	107904183.6(12)
¹¹⁰Cd	48	0+	12.49(18)	109903007.5(4)
¹¹¹Cd	48	1/2+	12.8(12)	110904183.8(4)
¹¹²Cd	48	0+	24.13(21)	111902763.88(27)
¹¹⁴Cd	48	0+	28.73(42)	113903365.0(3)		2β- 100 0
¹¹³In	49	9/2+	4.29(5)	112904060.45(20)
¹¹²Sn	50	0+	0.97(1)	111904824.9(3)
¹¹⁴Sn	50	0+	0.66(1)	113902780.13(3)
¹¹⁵Sn	50	1/2+	0.34(1)	114903344.697(16)
¹¹⁶Sn	50	0+	14.54(9)	115901742.82(10)
¹¹⁷Sn	50	1/2+	7.68(7)	116902954(5)
¹¹⁸Sn	50	0+	24.22(9)	117901606.6(5)
¹¹⁹Sn	50	1/2+	8.59(4)	118903311.2(8)
¹²⁰Sn	50	0+	32.58(9)	119902201.9(10)
¹²²Sn	50	0+	4.63(3)	121903444.0(26)
¹²⁴Sn	50	0+	5.79(5)	123905276.7(11)
¹²¹Sb	51	5/2+	57.21(5)	120903810.1(28)
¹²³Sb	51	7/2+	42.79(5)	122904214.0(16)
¹²⁰Te	52	0+	0.09(1)	119904060(3)
¹²²Te	52	0+	2.55(12)	121903043.4(16)
¹²³Te	52	1/2+	0.89(3)	122904269.7(16)	9.2 × 10¹⁶ y	ec 100
¹²⁴Te	52	0+	4.74(14)	123902817.1(16)
¹²⁵Te	52	1/2+	7.07(15)	124904429.9(16)
¹²⁶Te	52	0+	18.84(25)	125903310.9(16)
¹³⁰Te	52	0+	34.08(62)	129906222.747(12)	7.9 × 10²⁰ y	2β- 100
¹²⁷I	53	5/2+	100	126904472(4)
¹²⁴Xe	54	0+	0.0952(3)	123905891.6(19)	1.6 × 10¹⁴ y	2β+ ?
¹²⁶Xe	54	0+	0.089(2)	125904297(4)
¹²⁸Xe	54	0+	1.9102(8)	127903531.0(11)
¹²⁹Xe	54	1/2+	26.4006(82)	128904780.859(6)
¹³⁰Xe	54	0+	4.071(13)	129903509.349(10)
¹³¹Xe	54	3/2+	21.2324(30)	130905084.136(9)
¹³²Xe	54	0+	26.9086(33)	131904155.087(6)
¹³⁴Xe	54	0+	10.4357(21)	133905393.033(10)	5.8 × 10²² y	2β- ≥ 0
¹³³Cs	55	7/2+	100	132905451.961(8)
¹³⁰Ba	56	0+	0.106(1)	129906320.9(27)
¹³²Ba	56	0+	0.101(1)	131905061.1(11)	3.0 × 10²¹ y	2β+ ?
¹³⁴Ba	56	0+	2.417(18)	133904508.4(3)
¹³⁵Ba	56	3/2+	6.592(12)	134905688.6(3)
¹³⁶Ba	56	0+	7.854(24)	135904576.0(3)
¹³⁷Ba	56	3/2+	11.232(24)	136905827.4(3)
¹³⁸Ba	56	0+	71.698(42)	137905247.2(3)
¹³⁹La	57	7/2+	99.91119(71)	138906358.8(22)
¹³⁶Ce	58	0+	0.185(2)	135907129.4(4)		2ec ?
¹³⁸Ce	58	0+	0.251(2)	137905989(5)	4.4 × 10¹⁶ y	2ec 100
¹⁴⁰Ce	58	0+	88.45(51)	139905446.4(17)
¹⁴²Ce	58	0+	11.114(51)	141909249.9(27)	5 × 10¹⁶ y	α ? 2β- ?
¹⁴¹Pr	59	5/2+	100	140907658.4(18)
¹⁴²Nd	60	0+	27.152(40)	141907728.9(15)
¹⁴³Nd	60	7/2-	12.174(26)	142909819.9(15)
¹⁴⁵Nd	60	7/2-	8.293(12)	144912579.2(15)
¹⁴⁶Nd	60	0+	17.189(32)	145913122.5(15)
¹⁴⁸Nd	60	0+	5.756(21)	147916899.1(23)		2β-
¹⁴⁴Sm	62	0+	3.07(7)	143912006.4(17)
¹⁴⁹Sm	62	7/2-	13.82(7)	148917191.4(14)
¹⁵⁰Sm	62	0+	7.38(1)	149917282.2(14)
¹⁵²Sm	62	0+	26.75(16)	151919739.0(13)
¹⁵⁴Sm	62	0+	22.75(29)	153922216.2(16)
¹⁵¹Eu	63	5/2+	47.81(6)	150919856.9(14)	1.7 × 10¹⁸ y	α ?
¹⁵³Eu	63	5/2+	52.19(6)	152921237.0(14)
¹⁵⁴Gd	64	0+	2.18(3)	153920873.4(13)
¹⁵⁵Gd	64	3/2-	14.8(12)	154922629.8(13)
¹⁵⁶Gd	64	0+	20.47(9)	155922130.6(13)
¹⁵⁷Gd	64	3/2-	15.65(2)	156923967.9(13)
¹⁵⁸Gd	64	0+	24.84(7)	157924111.6(13)
¹⁶⁰Gd	64	0+	21.86(19)	159927061.5(14)
¹⁵⁹Tb	65	3/2+	100	158925353.9(13)
¹⁵⁶Dy	66	0+	0.056(3)	155924284.0(13)		2ec
¹⁵⁸Dy	66	0+	0.095(3)	157924414.6(25)
¹⁶⁰Dy	66	0+	2.329(18)	159925203.2(8)
¹⁶¹Dy	66	5/2+	18.889(42)	160926939.1(8)		α
¹⁶²Dy	66	0+	25.475(36)	161926804.2(8)
¹⁶³Dy	66	5/2-	24.896(42)	162928736.9(8)
¹⁶⁴Dy	66	0+	28.26(54)	163929180.5(8)
¹⁶⁵Ho	67	7/2-	100	164930328.0(11)
¹⁶²Er	68	0+	0.139(5)	161928787.0(9)
¹⁶⁴Er	68	0+	1.601(3)	163929207.4(8)
¹⁶⁶Er	68	0+	33.503(36)	165930299.0(13)
¹⁶⁷Er	68	7/2+	22.869(9)	166932054.1(13)
¹⁶⁸Er	68	0+	26.978(18)	167932376.2(13)
¹⁷⁰Er	68	0+	14.91(36)	169935470.7(17)
¹⁶⁹Tm	69	1/2+	100	168934218.3(9)
¹⁶⁸Yb	70	0+	0.123(3)	167933889.1(13)
¹⁷⁰Yb	70	0+	2.982(39)	169934767.245(11)
¹⁷¹Yb	70	1/2-	14.09(14)	170936331.517(14)
¹⁷²Yb	70	0+	21.68(13)	171936386.658(14)
¹⁷³Yb	70	5/2-	16.103(63)	172938216.215(12)
¹⁷⁴Yb	70	0+	32.026(80)	173938867.548(11)
¹⁷⁶Yb	70	0+	12.996(83)	175942574.708(15)
¹⁷⁵Lu	71	7/2+	97.401(13)	174940777.3(13)
¹⁷⁶Hf	72	0+	5.26(7)	175941409.9(16)
¹⁷⁷Hf	72	7/2-	18.6(9)	176943230.3(15)
¹⁷⁸Hf	72	0+	27.28(7)	177943708.5(15)
¹⁷⁹Hf	72	9/2+	13.62(2)	178945825.8(15)
¹⁸⁰Hf	72	0+	35.08(16)	179946559.7(15)
^180mTa	73	9-	0.0001201(32)	179947468.4(21)	7.1 × 10¹⁵ y	β- ?
¹⁸¹Ta	73	7/2+	99.98799(32)	180947999.3(15)
¹⁸²W	74	0+	26.5(16)	181948205.7(8)
¹⁸³W	74	1/2-	14.31(4)	182950224.5(8)	6.7 × 10²⁰ y	α ?
¹⁸⁴W	74	0+	30.64(2)	183950933.3(8)
¹⁸⁶W	74	0+	28.43(19)	185954365.2(13)
¹⁸⁵Re	75	5/2+	37.4(2)	184952958.3(9)
¹⁸⁴Os	76	0+	0.02(1)	183952492.9(9)	5.6 × 10¹³ y	α ? 2β+ ?
¹⁸⁷Os	76	1/2-	1.96(2)	186955749.6(8)
¹⁸⁸Os	76	0+	13.24(8)	187955837.4(8)
¹⁸⁹Os	76	3/2-	16.15(5)	188958146.0(7)
¹⁹⁰Os	76	0+	26.26(2)	189958445.5(7)
¹⁹²Os	76	0+	40.78(19)	191961478.9(25)
¹⁹¹Ir	77	3/2+	37.3(2)	190960591.5(14)
¹⁹³Ir	77	3/2+	62.7(2)	192962923.8(14)
¹⁹²Pt	78	0+	0.782(24)	191961042.7(28)
¹⁹⁴Pt	78	0+	32.86(40)	193962683.5(5)
¹⁹⁵Pt	78	1/2-	33.78(24)	194964794.4(5)
¹⁹⁶Pt	78	0+	25.21(34)	195964954.7(5)
¹⁹⁸Pt	78	0+	7.36(13)	197967896.7(23)		2β- 2β- ?
¹⁹⁷Au	79	3/2+	100	196966570.1(6)
¹⁹⁶Hg	80	0+	0.15(1)	195965833(3)
¹⁹⁸Hg	80	0+	9.97(20)	197966769.2(5)
¹⁹⁹Hg	80	1/2-	16.87(22)	198968281.0(6)
²⁰⁰Hg	80	0+	23.1(19)	199968326.9(6)
²⁰¹Hg	80	3/2-	13.18(9)	200970303.0(8)
²⁰²Hg	80	0+	29.86(26)	201970643.6(8)
²⁰⁴Hg	80	0+	6.87(15)	203973494.0(5)
²⁰³Tl	81	1/2+	29.52(1)	202972344.0(13)
²⁰⁵Tl	81	1/2+	70.48(1)	204974427.2(13)
²⁰⁴Pb	82	0+	1.4(1)	203973043.4(12)	1.4 × 10¹⁷ y	α ?
²⁰⁶Pb	82	0+	24.1(1)	205974465.1(12)
²⁰⁷Pb	82	1/2-	22.1(1)	206975896.7(12)
²⁰⁸Pb	82	0+	52.4(1)	207976651.9(12)

8 . 관련 문서[편집]

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[1] 원자 중심의 핵자로 이루어진 작고 밀도가 높은 부분.[2] 양성자와 중성자를 합쳐 부르는 말. 핵자의 숫자는 양성자 수 + 중성자 수이다.[3] 이 문제 때문에 2018년 이전까지는 온도를 정의하기 위해 빈 표준 평균 바닷물이라는 물의 동위원소 표준을 따로 만들어 썼다.[4] 보통 Z>4 부터의 동위원소들[5] 원자 번호가 홀수인 원소는 칼륨을 제외하고는 모두 안정 동위원소가 1개 또는 2개고, 원자 번호가 짝수인 원소는 헬륨, 베릴륨, 탄소, 토륨, 우라늄을 제외한 모든 원소가 안정 동위원소를 3개 이상 가진다. 이 이유는 원자 번호가 짝수인 원소들은 양성자-양성자 짝짓기로 인하여 안정되어 있어, 안정 동위원소를 많이 가질 수 있기 때문이다. 특히 주석 주변으로 갈수록 안정 동위 원소의 수가 증가하는데, 이는 50이 양성자의 마법 수(magic number)이기 때문이다.

동위원소

분류

1. 개요[편집]

2. 특성[편집]

3. 분리[편집]

4. 생성[편집]

5. 용어[편집]

5.1. 핵종[편집]

5.1.1. 절멸 핵종[편집]

5.2. 방사성 동위원소[편집]

5.3. 평균 원자량[편집]

6. 활용[편집]

7. 동위원소 목록[편집]

8. 관련 문서[편집]

관련 문서

1 . 개요[편집]

2 . 특성[편집]

3 . 분리[편집]

4 . 생성[편집]

5 . 용어[편집]

5.1 . 핵종[편집]

5.1.1 . 절멸 핵종[편집]

5.2 . 방사성 동위원소[편집]

5.3 . 평균 원자량[편집]

6 . 활용[편집]

7 . 동위원소 목록[편집]

8 . 관련 문서[편집]