Isotop gadolinium

Gadolinium (₆₄Gd) yang terbentuk secara alami terdiri dari dua isotop stabil, ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁵Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁷Gd, ¹⁵⁸Gd, dan ¹⁶⁰Gd, serta 1 radioisotop, ¹⁵²Gd, dengan ¹⁵⁸Gd menjadi yang paling melimpah (24,84% kelimpahan alami). Peluruhan beta ganda yang diprediksi terjadi pada ¹⁶⁰Gd tidak pernah teramati; hanya batas bawah pada waktu paruhnya, yaitu lebih dari 1,3×10²¹ tahun, yang telah ditetapkan secara eksperimental.^[2]

Tiga puluh radioisotop telah dikarakterisasi, dengan yang paling stabil adalah ¹⁵²Gd (terjadi secara alami) yang meluruh melalui peluruhan alfa dengan waktu paruh 1,08×10¹⁴ tahun, dan ¹⁵⁰Gd dengan waktu paruh 1,79×10⁶ tahun. Semua isotop radioaktif yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari 74,7 tahun. Sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 24,6 detik. Isotop gadolinium memiliki 10 isomer metastabil, dengan yang paling stabil adalah ^143mGd (t_1/2 = 110 detik), ^145mGd (t_1/2 = 85 detik) dan ^141mGd (t_1/2 = 24,5 detik).

Mode peluruhan utama untuk isotop yang memiliki berat atom lebih rendah daripada isotop stabil yang paling melimpah, ¹⁵⁸Gd, adalah penangkapan elektron, dan mode utama untuk isotop yang memiliki berat atom lebih tinggi adalah peluruhan beta. Produk peluruhan utama untuk isotop yang lebih ringan dari ¹⁵⁸Gd adalah isotop europium dan produk utama dari isotop yang lebih berat adalah isotop terbium.

Gadolinium-148 akan ideal jika dipakai untuk generator termoelektrik radioisotop (radioisotope thermoelectric generator, RTG) karena waktu paruh 74 tahunnya, kepadatannya yang tinggi, dan mode peluruhan alfanya yang dominan. Namun, ¹⁴⁸Gd tidak dapat disintesis secara ekonomis dalam jumlah yang cukup untuk memberi daya pada RTG.^[3]

Gadolinium-153 memiliki waktu paruh 240,4 ± 10 hari dan memancarkan radiasi gama dengan puncak kuat pada 41 keV dan 102 keV. Ia digunakan sebagai sumber sinar gama untuk absorptiometri dan fluoresensi sinar-X, untuk pengukur kepadatan tulang untuk skrining osteoporosis, dan untuk membuat profil radiometrik dalam sistem pencitraan sinar-X portabel Lixiscope, yang juga dikenal sebagai Lixi Profiler. Dalam kedokteran nuklir, ia berfungsi untuk mengkalibrasi peralatan yang dibutuhkan seperti sistem tomografi terkomputasi emisi foton tunggal (single-photon emission computed tomography, SPECT) untuk membuat sinar-X. Ia memastikan bahwa mesin bekerja dengan benar untuk menghasilkan gambar distribusi radioisotop di dalam pasien. Isotop ini diproduksi dalam reaktor nuklir dari europium atau gadolinium yang diperkaya.^[4] Ia juga dapat mendeteksi hilangnya kalsium pada tulang pinggul dan punggung, memungkinkan kemampuannya untuk mendiagnosis osteoporosis.^[5]

1. ^ ^mGd – Isomer nuklir tereksitasi.
2. ^ ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
3. ^ # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
4. ^ Waktu paruh tebal – hampir stabil, waktu paruh lebih lama dari umur alam semesta.
5. ^ ^{a b c} # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
6. ^ Mode peluruhan:

   EC:	Penangkapan elektron
   IT:	Transisi isomerik

7. ^ Simbol miring tebal sebagai anak – Produk anak hampir stabil.
8. ^ Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
9. ^ ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
10. ^ Radionuklida primordial
11. ^ Diteorikan juga mengalami peluruhan β⁺β⁺ menjadi ¹⁵²Sm
12. ^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁵⁰Sm
13. ^ ^{a b c d e f} Produk fisi
14. ^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi ¹⁵¹Sm
15. ^ ^{a b c} Secara teoritis mampu mengalami fisi spontan
16. ^ Diyakini mengalami peluruhan β⁻β⁻ menjadi ¹⁶⁰Dy dengan waktu paruh lebih dari 1,3×10²¹ tahun

• Massa isotop dari:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
• Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 . 
  • Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 . 
• "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005. 
• Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
  • National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven. 
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.