Изото́пы фто́ра — разновидности атомов (и ядер) химического элемента фтора, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Единственным стабильным нуклидом фтора является 19F, его природная изотопная распространённость равна 100 %[1]. Таким образом, фтор — моноизотопный элемент.
Нуклид 18F является источником позитронов. Используется для нужд ядерной медицины в качестве маркирующей частицы (метки) радиофармпрепарата фтордезоксиглюкоза (18Ф-ФДГ), необходимого для проведения ПЭТ-исследований. Его медицинская популярность обоснована относительно коротким (практически безвредным для пациента) периодом полураспада и стабильной эмиссией позитронов в период затухания, необходимой для получения чёткого изображения. Активность одного грамма этого нуклида составляет 3,52·1018 Бк, энергия позитронов 633,4 кэВ (интенсивность 96,73 %)[2], энергия гамма-квантов, образующихся при аннигиляции позитрона и электрона — 511 кэВ.
Для получения 18F используется циклический ускоритель типа медицинский циклотрон, реже линейный ускоритель типа LineAc (это связано с эксплуатационными недостатками устройства). Мишенью обычно является чистая или обогащённая 18O-вода (молекулы которой содержат 18O), которая подвергается протонной бомбардировке.
Содержание |
Радиоактивные свойства некоторых изотопов фтора представлены в таблице:
Массовое число | Реакция получения[3] | Период полураспада[1] | Тип распада |
---|---|---|---|
17 | 9Be(14N,6He); 14N(14N,11B); 14N(α,n); 16O(d,n); 16O(p,γ), 16O(14N,13C); 19F(γ,2n) | 64,49 с | β+ |
18 | 9Be(14N,5He); 14N(14N,10B); 16O(α,pn); 16O(p,n); 19F(n,2n); 19F(d,T) | 109,771 мин | β+ |
20 | 19F(d,p); 19F(n,γ); 23Na(n,α) | 11,163 с | β−, γ |
21 | F(T,p) | 4,158 с | β−, γ |
Символ нуклида |
Z(p) | N(n) | Масса изотопа[4] (а. е. м.) |
Избыток массы[4] (кэВ) |
Период полураспада[1] (T1/2) |
Спин и чётность ядра[1] |
Распространённость изотопа в природе[1] (%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения (кэВ) | |||||||
14F | 9 | 5 | 14,035060(430)# | 32660(400)# | 2−# | ||
15F | 9 | 6 | 15,018010(140) | 16780(130) | 410(60) ис | (1/2+) | |
16F | 9 | 7 | 16,011466(9) | 10680(8) | 11(6) зс | 0− | |
17F | 9 | 8 | 17,00209524(27) | 1951,70(25) | 64.49(16) с | 5/2+ | |
18F | 9 | 9 | 18,0009380(6) | 873,7(5) | 109,771(20) мин | 1+ | |
18Fm | 1121,36(15)[1] | 1995,1(5) | 234 нс | 5+ | |||
19F | 9 | 10 | 18,99840322(7) | −1487,39(7) | Стабильный | 1/2+ | 100 |
20F | 9 | 11 | 19,99998132(8) | −17,40(8) | 11,163(8) с | 2+ | |
21F | 9 | 12 | 20,9999490(19) | −47,6(18) | 4,158(20) с | 5/2+ | |
22F | 9 | 13 | 22,002999(13) | 2793(12) | 4,23(4) с | 4+,(3+) | |
23F | 9 | 14 | 23,003570(90) | 3330(80) | 2,23(14) с | (3/2,5/2)+ | |
24F | 9 | 15 | 24.008120(80) | 7560(70) | 400(50) мс | (1,2,3)+ | |
25F | 9 | 16 | 25,012100(110) | 11270(100) | 50(6) мс | 5/2+# | |
26F | 9 | 17 | 26,019620(180) | 18270(170) | 10,2(14) мс | 1+ | |
27F | 9 | 18 | 27,026760(400) | 24930(380) | 4,9(2) мс | 5/2+# | |
28F | 9 | 19 | 28,035670(550)# | 33230(510)# | < 40 нс | ||
29F | 9 | 20 | 29,043260(620)# | 40300(580)# | 2,6(3) мс | 5/2+# | |
30F | 9 | 21 | 30,052500(640)# | 48900(600)# | < 260 нс | ||
31F | 9 | 22 | 31,060430(640)# | 56290(600)# | 1# мс [погрешность > 260 нс] | 5/2+# |
Изотопы фтора.