Isotoper av fluor
Isotoper av fluor är varianter av det kemiska grundämnet fluor , som har olika antal neutroner i atomkärnan . Fluorisotoper är kända med masstal från 14 till 31 (antal protoner 9, neutroner från 5 till 22) och 2 nukleära isomerer .
Den enda stabila isotopen av fluor är 19 F , dess naturliga isotopförekomst är 100 % [1] . Således är fluor ett monoisotopiskt element . Den långlivade radioisotopen är 18 F, med en halveringstid på 110 minuter.
Fluor-18
18 F isotopen är en källa till positroner . Används inom nuklearmedicin som markör i fluoriddiagnostiska läkemedel såsom fluordeoxiglukos (FDG), natriumfluorid , fluoretyl-L-tyrosin genom positronemissionstomografi . [2] Isotopen har en optimal halveringstid och måttlig strålningsenergi för att minimera skador på patienten. Den korta halveringstiden (110 minuter) kräver en hög hastighet av syntes och leverans av läkemedlet till patienten, så acceleratorn och det farmaceutiska laboratoriet byggs i nära anslutning till den medicinska anläggningen.
Aktivitet 3,52⋅10 18 Bq /gram. ~97% av sönderfallen går genom positronsönderfallskanalen , ~3% genom elektroninfångningskanalen . I båda fallen är dotterisotopen 18 O . Under positronsönderfall är den maximala energin för positroner 0,63 MeV, medelvärdet är 0,25 MeV [3] [4] . Förintelsen av en positron med en elektron producerar två gammastrålar med en energi på 511 keV.
18F syntetiseras på acceleratorer genom att bestråla målet med 18 O-protoner. Det kemiska målet är vanligtvis vatten (naturlig isotopsammansättning eller berikad med 18 O-isotopen). Medicinska anläggningar använder vanligtvis cyklotroner , mindre vanliga linjäracceleratorer.
I Ryssland finns det flera medicinska centra som utför syntes av 18 F och diagnostik med hjälp av dess preparat [2] [5] [6] .
Radioaktiva egenskaper
De radioaktiva egenskaperna hos vissa fluorisotoper presenteras i tabellen:
| Massnummer | Reaktionsmottagande [7] | Halveringstid [1] | Förfallstyp |
|---|---|---|---|
| 17 | 9Be ( 14N , 6He ); 14N ( 14N , 11B ); 14N (a,n); 160 (d,n); 160 (p,y), 160 ( 14N , 13C ); 19 F(γ,2n) | 64,49 s | β + |
| arton | 9 Be( 14 N, 5 He); 14N ( 14N , 10B ); 160 (a,pn); 180 (p,n); 19F (n,2n); 19 F(d,T) | 109,771 min | β + |
| tjugo | 19F (d,p); 19 F(n,y); 23 Na(n,α) | 11.163 s | β − , γ |
| 21 | F(T,p) | 4,158 s | β − , γ |
Tabell över fluorisotoper
| Nuklidsymbol _ |
Z (p) | N ( n ) | Massa av isotopen [8] ( a.u.m. ) |
Halveringstid [ 9] (T 1/2 ) |
Decay kanal | Förfallande produkt | Spinn och paritet av kärnan [9] |
Isotopens förekomst i naturen |
Omfång av förändringar i isotopisk förekomst i naturen |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Excitationsenergi | |||||||||
| 13F [ 10] | 9 | fyra | sid | 12 O | |||||
| 14F _ | 9 | 5 | 14.03432(4) | 500(60)⋅10 −24 s [910 keV] |
sid | 13 O | 2− | ||
| 15F _ | 9 | 6 | 15,017785(15) | 1,1(0,3)⋅10 −21 s [1,0(2) MeV] |
sid | 14 O | 1/2+ | ||
| 16F _ | 9 | 7 | 16.011466(9) | 11(6)⋅10 −21 s [40(20) keV] |
sid | 15 O | 0− | ||
| 17F _ | 9 | åtta | 17.00209524(27) | 64.370(27) s | β + | 17 O | 5/2+ | ||
| 18F _ | 9 | 9 | 18.0009373(5) | 109,739(9) min | β + (96,86%) | 18 O | 1+ | ||
| EZ (3,14 %) | 18 O | ||||||||
| 18mF _ | 1121,36(15) keV | 162(7) ns | IP | 18F _ | 5+ | ||||
| 19F _ | 9 | tio | 18,9984031629(9) | stabil | 1/2+ | 1 0000 | |||
| 20F _ | 9 | elva | 19,99998125(3) | 11.163(8) s | β − | 20 Ne | 2+ | ||
| 21F _ | 9 | 12 | 20,9999489(19) | 4.158(20) s | β − | 21 Ne | 5/2+ | ||
| 22F _ | 9 | 13 | 22,002999(13) | 4.23(4) s | β − (89 %) | 22 Ne | (4+) | ||
| β − , n (11 %) | 21 Ne | ||||||||
| 23F _ | 9 | fjorton | 23,00353(4) | 2.23(14) s | β − (86 %) | 23 Ne | 5/2+ | ||
| β − , n (14 %) | 22 Ne | ||||||||
| 24F _ | 9 | femton | 24,00810(10) | 384(16) ms | β − (94,1 %) | 24 Ne | 3+ | ||
| β − , n (5,9 %) | 23 Ne | ||||||||
| 25F _ | 9 | 16 | 25.01217(10) | 80(9) ms | β − (76,9 %) | 25 Ne | (5/2+) | ||
| β − , n (23,1 %) | 24 Ne | ||||||||
| 26F _ | 9 | 17 | 26.02002(12) | 8.2(9) ms | β − (86,5 %) | 26 Ne | 1+ | ||
| β − , n (13,5 %) | 25 Ne | ||||||||
| 26mF _ | 643,4(1) keV | 2.2(1) ms | IP (82 %) | 26F _ | (4+) | ||||
| β − , n (12 %) | 25 Ne | ||||||||
| β − (6 %) | 26 Ne | ||||||||
| 27F _ | 9 | arton | 27,02732(42) | 4.9(2) ms | β − , n (77 %) | 26 Ne | 5/2+# | ||
| β − (23 %) | 27 Ne | ||||||||
| 28F _ | 9 | 19 | 28,03622(42) | 46⋅10 −21 s | n | 27F _ | |||
| 29F _ | 9 | tjugo | 29,04310(56) | 2.5(3) ms | β − , n (60 %) | 28 Ne | 5/2+# | ||
| β − (40 %) | 29 Ne | ||||||||
| 31 F | 9 | 22 | 31.06027(59)# | 1# ms [>260 ns] | β − | 31 Ne | 5/2+# | ||
Förklaringar till tabellen
- Isotopförekomster ges för de flesta naturliga prover.
- Indexen 'm', 'n', 'p' (bredvid symbolen) anger nuklidens exciterade isomera tillstånd.
- Värden markerade med en hash (#) härleds inte enbart från experimentella data, utan är (åtminstone delvis) uppskattade från systematiska trender i närliggande nuklider (med samma Z- och N -förhållanden ). Osäkerhetsspinn och/eller paritetsvärden är omgivna inom parentes.
- Osäkerhet anges som ett tal inom parentes, uttryckt i enheter av den sista signifikanta siffran, betyder en standardavvikelse (med undantag för mängden och standardatommassan för en isotop enligt IUPAC -data , för vilken en mer komplex definition av osäkerhet är Begagnade). Exempel: 29770,6(5) betyder 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) betyder 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) betyder −2200,2 ± 1,8.
Litteratur
- Nikolaev N. S., Suvorova S. N., Gurovich E. I., Peka I., Korchemnaya E. K.,. Analytisk kemi av fluor. - M . : Nauka, 1970. - 196 sid. — (Analytisk kemi av grundämnen). - 2750 exemplar.
- Fowler JS och Wolf AP (1982) Syntesen av kol-11, fluor-18 och kväve-13 märkta radiospårämnen för biomedicinska tillämpningar. Nucl. sci. Ser. Natl Acad. sci. Natl Res. råd Mongr. 1982.
Anteckningar
- ↑ 1 2 Data baserad på Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-utvärderingen av kärn- och förfallsegenskaper // Kärnfysik A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ 1 2 FGBU RNTsRHT, Department of cyclotron radiopharmaceuticals
- ↑ Kliniska tillämpningar av Gallium-68
- ↑ 18 F - data från Nuclear Data Services (International Atomic Energy Agency) (länk ej tillgänglig )
- ↑ En cyklotron för medicinska ändamål kommer att byggas i Moskva
- ↑ Komplex för produktion av radiofarmaka (otillgänglig länk) . Hämtad 23 maj 2018. Arkiverad från originalet 24 maj 2018.
- ↑ Nikolaev N.S., Suvorova S.N., Gurovich E.I., Peka I., Korchemnaya E.K.,. Analytisk kemi av fluor. - M . : Nauka, 1970. - 196 sid. — (Analytisk kemi av grundämnen). - 2750 exemplar.
- ↑ Data från Wang M. , Audi G. , Kondev FG , Huang WJ , Naimi S. , Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). utvärdering av indata; och justeringsprocedurer (engelska) // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-344 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030002 .
- ↑ 1 2 Data är baserade på Audi G. , Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties // Chinese Physics C . - 2017. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-138 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001 . - .
- ↑ Charity R. J. et al. Observation av den exotiska isotopen 13 F Belägen fyra neutroner bortom protondropplinjen // Physical Review Letters. - 2021. - Vol. 126 , iss. 13 . — S. 2501 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.126.132501 .
| isotoper | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||