Fluorin isotoopit
Fluorin isotoopit ovat kemiallisen alkuaineen fluorin muotoja , joilla on erilainen määrä neutroneja atomiytimessä . Fluori - isotoopit tunnetaan massaluvuilla 14 - 31 ( protonien lukumäärä 9, neutronien lukumäärä 5 - 22) ja 2 ydinisomeeriä .
Ainoa stabiili fluorin isotooppi on 19 F , sen luonnollinen isotooppimäärä on 100 % [1] . Näin ollen fluori on monoisotooppinen alkuaine . Pisin elinikäinen radioisotooppi on 18 F, ja sen puoliintumisaika on 110 minuuttia.
Fluori-18
18 F - isotooppi on positronien lähde . Käytetään isotooppilääketieteessä markkerina fluorididiagnostisissa lääkkeissä, kuten fluorodeoksiglukoosissa (FDG), natriumfluoridissa , fluorietyyli-L-tyrosiinissa positroniemissiotomografialla . [2] Isotoopilla on optimaalinen puoliintumisaika ja kohtuullinen säteilyenergia potilaalle aiheutuvien haittojen minimoimiseksi. Lyhyt puoliintumisaika (110 minuuttia) edellyttää nopeaa synteesinopeutta ja lääkkeen toimittamista potilaaseen, joten kiihdytintä ja lääkelaboratoriota rakennetaan lääketieteellisen laitoksen välittömään läheisyyteen.
Aktiivisuus 3,52⋅10 18 Bq /gramma. ~97 % hajoamisista kulkee positronihajoamiskanavan kautta , ~3 % elektronien sieppauskanavan kautta . Molemmissa tapauksissa tytär-isotooppi on 18 O . Positronien vaimenemisen aikana positronien maksimienergia on 0,63 MeV, keskiarvo on 0,25 MeV [3] [4] . Positronin tuhoutuminen elektronilla tuottaa kaksi gammasädettä, joiden energia on 511 keV.
18F syntetisoidaan kiihdyttimillä säteilyttämällä kohdetta 18 O protonilla. Kemiallinen kohde on yleensä vesi (luonnollinen isotooppikoostumus tai rikastettu 18O- isotoopilla ). Lääketieteelliset laitokset käyttävät tyypillisesti syklotroneja , harvemmin lineaarisia kiihdyttimiä.
Venäjällä on useita lääketieteellisiä keskuksia, jotka suorittavat 18 F:n synteesiä ja diagnostiikkaa sen valmisteilla [2] [5] [6] .
Radioaktiiviset ominaisuudet
Joidenkin fluorin isotooppien radioaktiiviset ominaisuudet on esitetty taulukossa:
| Massanumero | Reaktion vastaanotto [7] | Puoliintumisaika [1] | Hajoamisen tyyppi |
|---|---|---|---|
| 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 + |
| kahdeksantoista | 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 + |
| kaksikymmentä | 19F (d,p); 19F (n,y); 23 Na(n,α) | 11,163 s | β − , γ |
| 21 | F(T,p) | 4,158 s | β − , γ |
Taulukko fluorin isotoopeista
| Nuklidi symboli |
Z (p) | N ( n ) | Isotoopin massa [8] ( a.u.m. ) |
Puoliintumisaika [ 9] (T 1/2 ) |
Decay kanava | Hajoamistuote | Ytimen spin ja pariteetti [9] |
Isotoopin esiintyvyys luonnossa |
Isotooppien runsauden muutoksien vaihteluväli luonnossa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Herätysenergia | |||||||||
| 13F [ 10] | 9 | neljä | s | 12 O | |||||
| 14F _ | 9 | 5 | 14.03432(4) | 500(60)⋅10 −24 s [910 keV] |
s | 13 O | 2− | ||
| 15F _ | 9 | 6 | 15.017785(15) | 1,1(0,3)⋅10 −21 s [1,0(2) MeV] |
s | 14 O | 1/2+ | ||
| 16F _ | 9 | 7 | 16.011466(9) | 11(6)⋅10 −21 s [40(20) keV] |
s | 15 O | 0− | ||
| 17F _ | 9 | kahdeksan | 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 | kymmenen | 18.9984031629(9) | vakaa | 1/2+ | 1.0000 | |||
| 20F _ | 9 | yksitoista | 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 | neljätoista | 23.00353(4) | 2.23(14) s | β − (86 %) | 23 Ne | 5/2+ | ||
| β − , n (14 %) | 22 Ne | ||||||||
| 24F _ | 9 | viisitoista | 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 | kahdeksantoista | 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 | kaksikymmentä | 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+# | ||
Taulukon selitykset
- Isotooppien määrät on annettu useimmille luonnollisille näytteille.
- Indeksit 'm', 'n', 'p' (symbolin vieressä) osoittavat nuklidin virittyneitä isomeerisiä tiloja.
- Hashilla (#) merkityt arvot eivät ole johdettu pelkästään kokeellisista tiedoista, vaan ne on (ainakin osittain) arvioitu naapurinuklidien systemaattisista trendeistä (samalla Z- ja N -suhteella ). Epävarmuusspin ja/tai pariteettiarvot on suljettu suluissa.
- Epävarmuus annetaan suluissa olevana numerona, joka ilmaistaan viimeisen merkitsevän numeron yksiköissä, tarkoittaa yhtä keskihajontaa (poikkeuksena isotoopin runsaus ja standardiatomimassa IUPAC -tietojen mukaan, jolle on monimutkaisempi epävarmuuden määritelmä käytetty). Esimerkit: 29770,6(5) tarkoittaa 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) tarkoittaa 21,48 ± 0,15; −2200.2(18) tarkoittaa −2200.2 ± 1.8.
Kirjallisuus
- Nikolaev N. S., Suvorova S. N., Gurovich E. I., Peka I., Korchemnaya E. K.,. Fluorin analyyttinen kemia. - M . : Nauka, 1970. - 196 s. — (Alkuaineiden analyyttinen kemia). - 2750 kappaletta.
- Fowler JS ja Wolf AP (1982) Hiili-11-, fluori-18- ja typpi-13-leimattujen radiomerkkiaineiden synteesi biolääketieteellisiin sovelluksiin. Nucl. sci. Ser. Natl Acad. sci. Natl Res. Neuvosto Mongr. 1982.
Muistiinpanot
- ↑ 1 2 Data perustuu Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-arviointi ydin- ja hajoamisominaisuuksista // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ 1 2 FGBU RNTsRHT, Syklotroniradiofarmaseuttisten lääkkeiden laitos
- ↑ Gallium-68:n kliiniset sovellukset
- ↑ 18 F :n data Nuclear Data Servicesiltä (Kansainvälinen atomienergiajärjestö) (linkki ei saatavilla )
- ↑ Moskovaan rakennetaan syklotroni lääketieteellisiin tarkoituksiin
- ↑ Monimutkainen radiofarmaseuttisten valmisteiden tuotantoa (pääsemätön linkki) . Haettu 23. toukokuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 24. toukokuuta 2018.
- ↑ Nikolaev N.S., Suvorova S.N., Gurovich E.I., Peka I., Korchemnaya E.K.,. Fluorin analyyttinen kemia. - M . : Nauka, 1970. - 196 s. — (Alkuaineiden analyyttinen kemia). - 2750 kappaletta.
- ↑ Wang M.:n , Audi G.:n , Kondev FG :n , Huang WJ :n , Naimi S.:n ja Xu X :n tiedot. The Ame2016 atomimassan arviointi (I). syöttötietojen arviointi; ja säätömenettelyt (englanniksi) // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-344 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030002 .
- ↑ 1 2 Tiedot perustuvat Audi G.:n , Kondev FG :n , Wang M.:n , Huang WJ :n , Naimi S :n The Nubase2016 -arviointiin ydinominaisuuksien // 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. Neljä neutronia protonipisaraviivan takana sijaitsevan eksoottisen isotoopin 13 F havainnointi // Physical Review Letters. - 2021. - Vol. 126 , iss. 13 . - s. 2501 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.126.132501 .
