Изотопы кальция

Изотопы кальция — разновидности химического элемента кальция с разным количеством нейтронов в ядре. Известны изотопы кальция с массовыми числами от 35 до 60 (количество протонов 20, нейтронов от 15 до 40). Ядерные изомеры не обнаружены.

Природный кальций представляет собой смесь шести изотопов. Пяти стабильных:

• ⁴⁰Ca (изотопная распространённость 96,941 %)
• ⁴²Ca (изотопная распространённость 0,647 %)
• ⁴³Ca (изотопная распространённость 0,135 %)
• ⁴⁴Ca (изотопная распространённость 2,086 %)
• ⁴⁶Ca (изотопная распространённость 0,004 %)

И одного нестабильного, но с огромным периодом полураспада, много больше возраста Вселенной:

• ⁴⁸Ca (изотопная распространённость 0,187 %, период полураспада 5,6⋅10¹⁹ лет, схема двойной бета-распад, дочерний изотоп ⁴⁸Ti).

Самым долгоживущим из искусственных изотопов является ⁴¹Ca с периодом полураспада 99 400 лет.

Таблица изотопов кальция

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[1] (а. е. м.)	Период полураспада[2] (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[2]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
	Энергия возбуждения
^35Ca	20	15	35,00514(21)#	25,7(2) мс	β^+, p (95,9%)	^34Ar	1/2+#
					β^+, 2p (4,1%)	^33Cl
^36Ca	20	16	35,99307(4)	101,2(15) мс	β^+, p (51,2%)	^35Ar	0+
					β^+ (48,8%)	^36K
^37Ca	20	17	36,9858979(7)	181,1(10) мс	β^+, p (82,1%)	^36Ar	3/2+#
					β^+ (17,9%)	^37K
^38Ca	20	18	37,97631923(21)	443,70(25) мс	β^+	^38K	0+
^39Ca	20	19	38,9707108(6)	860,3(8) мс	β^+	^39K	3/2+
^40Ca	20	20	39,962590866(22)	стабилен (>9,9⋅10^21 лет)[n 1][3]			0+	0,96941(156)	0,96933–0,96947
^41Ca	20	21	40,96227792(15)	9,94(15)⋅10^4 лет	ЭЗ	^41K	7/2−
^42Ca	20	22	41,95861783(16)	стабилен			0+	0,00647(23)	0,00646–0,00648
^43Ca	20	23	42,95876643(24)	стабилен			7/2−	0,00135(10)	0,00135–0,00135
^44Ca	20	24	43,9554815(3)	стабилен			0+	0,02086(110)	0,02082–0,02092
^45Ca	20	25	44,9561863(4)	162,61(9) сут	β^−	^45Sc	7/2−
^46Ca	20	26	45,9536880(24)	стабилен[n 2][3]			0+	4(3)⋅10^−5	4⋅10^−5–4⋅10^−5
^47Ca	20	27	46,9545414(24)	4,536(3) сут	β^−	^47Sc	7/2−
^48Ca	20	28	47,95252290(10)	5,6(10)⋅10^19 лет	β^−β^−[n 3]	^48Ti	0+	0,00187(21)	0,00186–0,00188
^49Ca	20	29	48,95562288(22)	8,718(6)мин	β^−	^49Sc	3/2−
^50Ca	20	30	49,9574992(17)	13,9(6) с	β^−	^50Sc	0+
^51Ca	20	31	50,9609957(6)	10,0(8) с	β^−	^51Sc	(3/2−)
^52Ca	20	32	51,9632136(7)	4,6(3) с	β^− (98%)	^52Sc	0+
					β^−, n (2%)	^51Sc
^53Ca	20	33	52,96845(5)	461(90) мс	β^− (60%)	^53Sc	3/2−#
					β^−, n (40%)	^52Sc
^54Ca	20	34	53,97299(5)	90(6) мс	β^− (93%)	^54Sc	0+
					β^−, n (7%)	^53Sc
^55Ca	20	35	54,98030(32)#	22(2) мс	β^−	^55Sc	5/2−#
^56Ca	20	36	55,98508(43)#	11(2) мс	β^−	^56Sc	0+
^57Ca	20	37	56,99262(43)#	5# мс	β^−	^57Sc	5/2−#
					β^−, n	^56Sc
^58Ca	20	38	57,99794(54)#	3# мс	β^−	^58Sc	0+
					β^−, n	^57Sc
^59Ca[4]	20	39			β^−	^59Sc
^60Ca[4]	20	40			β^−	^60Sc	0+

1. Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ⁴⁰A
2. Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ⁴⁶Ti
3. Теоретически может претерпевать бета-распад в ⁴⁸Sc

Пояснения к таблице

• Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.

• Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада.

• Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

• Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

1. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030003-1—030003-442. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
2. Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode: 2017ChPhC..41c0001A.
3. Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.
4. Tarasov, O.B. Production of very neutron rich isotopes: What should we know? (англ.) (2017). Дата обращения: 25 февраля 2022. Архивировано 2 февраля 2022 года.