Открыть главное меню

Изотопы галлия — разновидности химического элемента галлия, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы галлия с массовыми числами от 56 до 86 (количество протонов 31, нейтронов от 25 до 55) и 3 ядерных изомеров.

Природный галлий представляет собой смесь двух стабильных изотопов:

Галлий−68Править

См. также Gallium scan (англ.)

Изотоп 68Ga является источником позитронов. Используется в ядерной диагностической медицине методом позитронно-эмиссионной томографии.[1] 68Ga был одним из первых радиофармацевтических маркеров. Первые эксперименты датируются 1963 годом.[1] Однако несовершенство методов получения изотопа затормозило его распространение в пользу фтора-18 и технеция-99m. В начале XXI века генераторы были усовершенствованы и 68Ga начал набирать популярность.

Период полураспада 68Ga 68 минут, схемы распада позитронный распад (вероятность 87 %) и электронный захват (вероятность 13 %), дочерний изотоп стабильный цинк-68. Максимальная энергия позитрона 1,92 МэВ, средняя 0,89 МэВ.[1] При аннигиляции позитрона с электроном образуются два гамма-кванта с энергией 511 кэВ.

Короткий период полураспада (68 минут) требует получения изотопа на месте применения. Для этого разработаны специальные изотопные генераторы галлия-68 (англ.). Генератор содержит ампулу с препаратом изотопа германия-68, продуктом распада которого является 68Ga. По мере накопления продукта распада через ампулу прокачивают сорбирующий раствор, который селективно растворяет только химическое соединение образовавшегося галлия, а нерастворимое соединение германия остается в ампуле. Значительный период полураспада германия-68 (271 день) делает удобной логистику таких генераторов.

В России генераторы 68Ga выпускают в Обнинске.[2][3]

Галлий−67Править

См. также Gallium scan (англ.)

Источник гамма излучения. Используется в ядерной диагностической медицине методом ОФЭКТ. Химия и фармакология аналогичны галлию-68.

Период полураспада 78 часов, схема распада электронный захват (вероятность 100 %), дочерний изотоп стабильный цинк-67.[4] Спектральные линии 8,7 кЭв, 93, 184 и 300 кЭв.

В России синтез ведется в Обнинске путем облучения цинковых мишеней протонами в ускорителе по схемам:[4]
67Zn(p, n) → 67Ga
68Zn(p, 2n) → 67Ga

Таблица изотопов галлияПравить

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[5]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[6]
(T1/2)
Спин и чётность
ядра[6]
Энергия возбуждения
56Ga 31 25 55,99491 3+
57Ga 31 26 56,98293 1/2-
58Ga 31 27 57,97425 2+
59Ga 31 28 58,96337 3/2-
60Ga 31 29 59,95706 70 мс 2+
61Ga 31 30 60,94945 168 мс 3/2-
62Ga 31 31 61,944175 116,18 мс 0+
63Ga 31 32 62,9392942 32,4 с 3/2-
64Ga 31 33 63,9368387 2,627 мин 0+
64mGa 42,85 кэВ 21,9 мкс 2+
65Ga 31 34 64,9327348 15,2 мин 3/2-
66Ga 31 35 65,931589 9,49 ч 0+
67Ga 31 36 66,9282017 3,2612 d 3/2-
68Ga 31 37 67,9279801 67,71 мин 1+
69Ga 31 38 68,9255736 стабилен 3/2-
70Ga 31 39 69,9260220 21,14 мин 1+
71Ga 31 40 70,9247013 стабилен 3/2-
72Ga 31 41 71,9263663 14,095 ч 3-
72mGa 119,66 кэВ 39,68 мс 0+
73Ga 31 42 72,9251747 4,86 ч 3/2-
74Ga 31 43 73,926946 8,12 мин 3-
74mGa 59,571 кэВ 9,5 с 0
75Ga 31 44 74,9265002 126 с 3/2-
76Ga 31 45 75,9288276 32,6 с 2+
77Ga 31 46 76,9291543 13,2 с 3/2-
78Ga 31 47 77,9316082 5,09 с 3+
79Ga 31 48 78,93289 2,847 с 3/2-
80Ga 31 49 79,93652 1,697 с 3
81Ga 31 50 80,93775 1,217 с 5/2-
82Ga 31 51 81,94299 599 мс 2
83Ga 31 52 82,94698 308 мс 3/2-
84Ga 31 53 83,95265 85 мс
85Ga 31 54 84,95700 50 мс 3/2-
86Ga 31 55 85,96312 30 мс
87Ga 31 56 > 634 нс

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 Clinical Applications of Gallium-68
  2. Генератор Галлия-68
  3. АО "В/О «Изотоп»
  4. 1 2 Галлий-67
  5. Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  6. 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.