Isótopos de flúor
Los isótopos del flúor son variedades del elemento químico flúor , que tienen un número diferente de neutrones en el núcleo atómico . Los isótopos de flúor se conocen con números de masa de 14 a 31 (número de protones 9, neutrones de 5 a 22) y 2 isómeros nucleares .
El único isótopo estable del flúor es el 19 F , su abundancia isotópica natural es del 100% [1] . Así, el flúor es un elemento monoisotópico . El radioisótopo de vida más larga es el 18 F, con una vida media de 110 minutos.
Flúor-18
El isótopo 18 F es una fuente de positrones . Se utiliza en medicina nuclear como marcador en productos farmacéuticos de diagnóstico de fluoruro, como fluorodesoxiglucosa (FDG), fluoruro de sodio , fluoroetil-L-tirosina mediante tomografía por emisión de positrones . [2] El isótopo tiene una vida media óptima y una energía de radiación moderada para minimizar el daño al paciente. La corta vida media (110 minutos) requiere una alta tasa de síntesis y entrega del fármaco al paciente, por lo que el acelerador y el laboratorio farmacéutico se están construyendo muy cerca de las instalaciones médicas.
Actividad 3.52⋅10 18 Bq /gramo. ~97% de las desintegraciones pasan por el canal de desintegración de positrones , ~3% por el canal de captura de electrones . En ambos casos, el isótopo hijo es 18O . Durante la desintegración de positrones, la energía máxima de los positrones es de 0,63 MeV, el promedio es de 0,25 MeV [3] [4] . La aniquilación de un positrón con un electrón produce dos rayos gamma con una energía de 511 keV.
El 18 F se sintetiza en aceleradores al irradiar el objetivo con protones 18 O. El blanco químico suele ser el agua (de composición isotópica natural o enriquecida en el isótopo 18O ). Las instalaciones médicas suelen utilizar ciclotrones y, con menos frecuencia, aceleradores lineales.
En Rusia, hay varios centros médicos que realizan la síntesis de 18 F y diagnósticos utilizando sus preparaciones [2] [5] [6] .
Propiedades radiactivas
Las propiedades radiactivas de algunos isótopos de flúor se presentan en la tabla:
| Número de masa | Recepción de reacción [7] | Vida media [1] | tipo de descomposición |
|---|---|---|---|
| 17 | 9Be ( 14N , 6He ); 14N ( 14N , 11B ); 14N (a,n); 16O (d, n); 16O (p,γ), 16O ( 14N , 13C ); 19 F(γ,2n) | 64,49 s | β + |
| Dieciocho | 9 Be( 14 N, 5 He); 14N ( 14N , 10B ); 16O (a,pn); 18O (p, n); 19F (n, 2n); 19 F(d,T) | 109.771 minutos | β + |
| veinte | 19F (d, p); 19 F(n,γ); 23 Na(n,α) | 11.163 s | β- , γ |
| 21 | F(T,p) | 4.158 s | β- , γ |
Tabla de isótopos de flúor
| Símbolo de nucleido |
Z (pag) | norte ( n ) | Masa del isótopo [8] ( a.u.m. ) |
Vida media [9] (T 1/2 ) |
Canal de descomposición | producto de descomposición | Spin y paridad del núcleo [9] |
La prevalencia del isótopo en la naturaleza. |
Gama de cambios en la abundancia isotópica en la naturaleza |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación | |||||||||
| 13F [ 10] | 9 | cuatro | pags | 12 O | |||||
| 14F _ | 9 | 5 | 14.03432(4) | 500(60)⋅10 −24 s [910 keV] |
pags | 13 O | 2− | ||
| 15F _ | 9 | 6 | 15.017785(15) | 1,1(0,3)⋅10 −21 s [1,0(2) MeV] |
pags | 14 O | 1/2+ | ||
| 16F _ | 9 | 7 | 16.011466(9) | 11(6)⋅10 −21 s [40(20) keV] |
pags | 15 O | 0− | ||
| 17F _ | 9 | ocho | 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+ | ||
| ZE (3,14 %) | 18 O | ||||||||
| 18 mF _ | 1121,36(15) keV | 162(7) ns | IP | 18F _ | 5+ | ||||
| 19F _ | 9 | diez | 18.9984031629(9) | estable | 1/2+ | 1.0000 | |||
| 20F _ | 9 | once | 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 − , norte (11%) | 21 ne | ||||||||
| 23F _ | 9 | catorce | 23.00353(4) | 2.23(14) s | β - (86%) | 23 ne | 5/2+ | ||
| β- , n (14%) | 22 ne | ||||||||
| 24F _ | 9 | quince | 24.00810(10) | 384(16)ms | β − (94,1 %) | 24 ne | 3+ | ||
| β − , n (5,9 %) | 23 ne | ||||||||
| 25F _ | 9 | dieciséis | 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 | ||||||||
| 26 mF _ | 643,4(1) keV | 2,2(1) ms | PI (82%) | 26F _ | (4+) | ||||
| β − , norte (12 %) | 25 ne | ||||||||
| β - (6%) | 26 ne | ||||||||
| 27F _ | 9 | Dieciocho | 27.02732(42) | 4,9(2) ms | β- , norte (77%) | 26 ne | 5/2+# | ||
| β - (23%) | 27 ne | ||||||||
| 28F _ | 9 | 19 | 28.03622(42) | 46⋅10 −21 s | norte | 27F _ | |||
| 29F _ | 9 | veinte | 29.04310(56) | 2,5(3) ms | β- , n (60%) | 28 ne | 5/2+# | ||
| β − (40%) | 29 ne | ||||||||
| 31F _ | 9 | 22 | 31.06027(59)# | 1# ms [>260 ns] | β- _ | 31 ne | 5/2+# | ||
Explicaciones a la tabla
- Las abundancias de isótopos se dan para la mayoría de las muestras naturales.
- Los índices 'm', 'n', 'p' (junto al símbolo) denotan los estados isoméricos excitados del nucleido.
- Los valores marcados con un hash (#) no se derivan solo de datos experimentales, sino que se estiman (al menos parcialmente) a partir de tendencias sistemáticas en nucleidos vecinos (con las mismas proporciones Z y N ). Los valores de giro de incertidumbre y/o paridad se encierran entre paréntesis.
- La incertidumbre se da como un número entre paréntesis, expresado en unidades del último dígito significativo, significa una desviación estándar (con la excepción de la abundancia y la masa atómica estándar de un isótopo según los datos de la IUPAC , para los cuales se requiere una definición más compleja de incertidumbre usó). Ejemplos: 29770.6(5) significa 29770.6 ± 0.5; 21,48(15) significa 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) significa −2200,2 ± 1,8.
Literatura
- Nikolaev N. S., Suvorova S. N., Gurovich E. I., Peka I., Korchemnaya E. K.,. Química analítica del flúor. - M. : Nauka, 1970. - 196 p. — (Química analítica de los elementos). - 2750 copias.
- Fowler JS y Wolf AP (1982) La síntesis de radiotrazadores marcados con carbono-11, flúor-18 y nitrógeno-13 para aplicaciones biomédicas. Núcleo ciencia Ser. Academia Nacional. ciencia Res. Nat. Concilio Mongr. mil novecientos ochenta y dos.
Notas
- ↑ 1 2 Datos basados en Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de descomposición // Física nuclear A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ 1 2 FGBU RNTsRHT, Departamento de radiofármacos de ciclotrón
- ↑ Aplicaciones clínicas del galio-68
- ↑ Datos de 18 F de Nuclear Data Services (Agencia Internacional de Energía Atómica) (enlace no disponible )
- ↑ Se construirá un ciclotrón para fines médicos en Moscú
- ↑ Complejo para la producción de radiofármacos (enlace inaccesible) . Consultado el 23 de mayo de 2018. Archivado desde el original el 24 de mayo de 2018.
- ↑ Nikolaev N.S., Suvorova S.N., Gurovich E.I., Peka I., Korchemnaya E.K.,. Química analítica del flúor. - M. : Nauka, 1970. - 196 p. — (Química analítica de los elementos). - 2750 copias.
- ↑ Datos de Wang M. , Audi G. , Kondev FG , Huang WJ , Naimi S. , Xu X. La evaluación de la masa atómica de Ame2016 (I). evaluación de datos de entrada; y procedimientos de ajuste (inglés) // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , edición. 3 . - Folio 030002-1-030002-344 . -doi : 10.1088 / 1674-1137/41/3/030002 .
- ↑ 1 2 Los datos se basan en Audi G. , Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. La evaluación Nubase2016 de propiedades nucleares // Chinese Physics C . - 2017. - Vol. 41 , edición. 3 . - P. 030001-1-030001-138 . -doi : 10.1088 / 1674-1137/41/3/030001 . - .
- ↑ Caridad R. J. et al. Observación del isótopo exótico 13 F ubicado cuatro neutrones más allá de la línea de goteo de protones // Cartas de revisión física. - 2021. - Vol. 126 , edición. 13 _ — Pág. 2501 . -doi : 10.1103 / PhysRevLett.126.132501 .
