Isotopen van zirkonium

Het chemisch element zirkonium (Zr), met een atoommassa van 91,224(2) u, bezit vier stabiele isotopen: ⁹⁰Zr, ⁹¹Zr, ⁹²Zr en ⁹⁴Zr, waarvan de eerste het meest abundant is (ongeveer 51%). De overige 28 radio-isotopen zijn onstabiel en hebben een relatief korte halveringstijd (de meeste minder dan een seconde).

De kortstlevende isotoop van zirkonium is ¹¹⁰Zr, met een halfwaardetijd van ongeveer 30 milliseconden. De langstlevende is ⁹⁶Zr, met een halfwaardetijd van 20 triljoen jaar.^[1] De facto kan dit nuclide eveneens als stabiel worden beschouwd, omdat de halfwaardetijd honderden miljoenen malen groter is dan de leeftijd van het universum. Op aarde is zirkonium-96 een primordiaal nuclide, hetgeen impliceert dat het reeds bestond toen de aarde gevormd werd. Het vervalt via dubbel bètaverval tot de stabiele isotoop ⁹⁶Mo.^[2] Theoretisch gezien zou het ook enkel bètaverval kunnen ondergaan (met een halfwaardetijd van 0,24 triljard jaar), waarbij de radio-isotoop ⁹⁶Nb wordt gevormd. Dit proces is echter nog niet waargenomen.^[3]

Zirkonium-93

Zirkonium-93 is de op een na stabielste radio-isotoop van het element, met een halfwaardetijd van 1,53 miljoen jaar. Het vervalt tot niobium-93m, een isotopisch isomeer van de stabiele isotoop niobium-93. Niobium-93m bezit een halfwaardetijd van veertien jaar.^[4]

Zirkonium-94

De isotoop ⁹⁴Zr wordt ervan verdacht via een dubbel bètaverval te vervallen tot de stabiele isotoop ⁹⁴Mo. Zirkonium-94 heeft een halfwaardetijd van meer dan 110 biljard jaar en kan dus de facto als stabiel worden beschouwd.

Overzicht

Nuclide	Z (p)	N (n)	Isotopische massa (u)	Halveringstijd	Radioactief verval	VP	Kernspin	Isotopische verhouding (molfractie)	Natuurlijk voorkomen (molfractie)
	Excitatie-energie
^78Zr	40	38	77,95523(54)	50 ms			0^+
^79Zr	40	39	78,94916(43)	56(30) ms	β^+, p	^78Sr	5/2^+
					β^+	^79Y
^80Zr	40	40	79,9404(16)	4,6(6) s	β^+	^80Y	0^+
^81Zr	40	41	80,93721(18)	5,5(4) s	β^+ (> 99,9%)	^81Y	(3/2^−)
					β^+, p (< 0,1%)	^80Sr
^82Zr	40	42	81,93109(24)	32(5) s	β^+	^82Y	0^+
^83Zr	40	43	82,92865(10)	41,6(24) s	β^+ (> 99,9%)	^83Y	(1/2^−)
					β^+, p (< 0,1%)	^82Sr
^84Zr	40	44	83,92325(21)	25,9(7) min	β^+	^84Y	0^+
^85Zr	40	45	84,92147(11)	7,86(4) min	β^+	^85Y	7/2^+
^85mZr	292,2(3) keV			10,9(3) s	IT (92%)	^85Zr	(1/2^−)
					β^+ (8%)	^85Y
^86Zr	40	46	85,91647(3)	16,5(1) uur	β^+	^86Y	0^+
^87Zr	40	47	86,914816(9)	1,68(1) uur	β^+	^86Y	9/2^+
^87mZr	335,84(19) keV			14,0(2) s	IT	^87Zr	1/2^−
^88Zr	40	48	87,910227(11)	83,4(3) dagen	EV	^88Y	0^+
^89Zr	40	49	88,908890(4)	78,41(12) uur	β^+	^89Y	9/2^+
^89mZr	587,82(10) keV			4,161(17) min	IT (93,77%)	^89Zr	1/2^−
					β^+ (6,23%)	^89Y
^90Zr	40	50	89,9047044(25)	stabiel			0^+	0,5145(40)
^90m1Zr	2319,000(10) keV			809,2(20) ms	IT	^90Zr	5^−
^90m2Zr	3589,419(16) keV			131(4) ns			8^+
^91Zr	40	51	90,9056458(25)	stabiel			5/2^+	0,1122(5)
^91mZr	3167,3(4) keV			4,35(14) µs			(21/2^+)
^92Zr	40	52	91,9050408(25)	stabiel			0^+	0,1715(8)
^93Zr	40	53	92,9064760(25)	1,53(10) × 10^6 jaar	β^−	^93Nb	5/2^+
^94Zr	40	54	93,9063152(26)	stabiel			0^+	0,1738(28)
^95Zr	40	55	94,9080426(26)	64,032(6) dagen	β^−	^95Nb	5/2^+
^96Zr	40	56	95,9082734(30)	20(4) × 10^18 jaar	β^−β^−	^96Mo	0^+	0,0280(9)
^97Zr	40	57	96,9109531(30)	16,744(11) uur	β^−	^97mNb	1/2^+
^98Zr	40	58	97,912735(21)	30,7(4) s	β^−	^98Nb	0^+
^99Zr	40	59	98,916512(22)	2,1(1) s	β^−	^99mNb	1/2^+
^100Zr	40	60	99,91776(4)	7,1(4) s	β^−	^100Nb	0^+
^101Zr	40	61	100,92114(3)	2,3(1) s	β^−	^101Nb	3/2^+
^102Zr	40	62	101,92298(5)	2,9(2) s	β^−	^102Nb	0^+
^103Zr	40	63	102,92660(12)	1,3(1) s	β^−	^103Nb	(5/2^−)
^104Zr	40	64	103,92878(43)	1,2(3) s	β^−	^104Nb	0^+
^105Zr	40	65	104,93305(43)	0,6(1) s	β^− (> 99,9%)	^105Nb
					β^−, n (< 0,1%)	^104Nb
^106Zr	40	66	105,93591(54)	200 ms	β^−	^106Nb	0^+
^107Zr	40	67	106,94075(32)	150 ms	β^−	^107Nb
^108Zr	40	68	107,94396(64)	80 ms	β^−	^108Nb	0^+
^109Zr	40	69	108,94924(54)	60 ms
^110Zr	40	70	109,95287(86)	30 ms			0^+

Overzicht van isotopen per element

	1																	18
1	H	2	Periodiek systeem										13	14	15	16	17	He
2	Li	Be	De links verwijzen naar isotopen per element										B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	↓	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	↓↓	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
Lanthaniden			La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
Actiniden			Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

Bronnen, noten en/of referenties

• (en) R.B. Firestone, S.Y. Frank Chu & C.M. Baglin (1999) - Table of Isotopes (online versie van de cd-rom)
• (en) G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot & O. Bersillon (2003) - The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties, Nuclear Physics A, 729, pp. 3-128
• (en) J.R. de Laeter, J.K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H.S. Peiser, K.J.R. Rosman & P.D.P. Taylor (2003) - Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 75 (6), pp. 683–800
• (en) M.E. Wieser (2006) - Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 78 (11), pp. 2051–2066
• (en) David R. Lide (2004) - CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.), hoofdstuk 11, CRC Press - ISBN 978-0849304859

---

1. (en) List of Adopted Double Beta (ββ) Decay Values, National Nuclear Data Center
2. (en) WolframAlpha
3. (en) H. Heiskanen, M.T. Mustonen & J. Suhonen (2007) - Theoretical half-life for beta decay of ⁹⁶Zr, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 34 (5), p. 837
4. (en) WolframAlpha