Az argon izotópjai

Az argonnak (Ar) 24 izotópja (³⁰Ar–⁵³Ar) és 1 magizomerje (^32mAr) ismert. Három stabil izotópja az ³⁶Ar, ³⁸Ar és ⁴⁰Ar. A földi természetes argon 99,6%-a ⁴⁰Ar. A leghosszabb élettartamú radioaktív izotópjai az ³⁹Ar (felezési ideje 269 év), az ⁴²Ar (32,9 év) és az ³⁷Ar (35,04 nap). A többi izotóp felezési ideje kevesebb, mint 2 óra, a többségé az 1 percet sem éri el. A leginstabilabb az ³⁰Ar, ennek felezési ideje 20 nanomásodperc.

A természetes ⁴⁰K 1,248·10⁹ év felezési idővel elektron-befogás és pozitron-kibocsátás révén stabil ⁴⁰Ar-né bomlik (10,72%-os arányban), illetve (89,28%-ban) béta-bomlással stabil ⁴⁰Ca-né alakul. Ez képezi a kőzetek korának kálium-argon módszerrel történő meghatározásának alapját.^[1]

Bár az ⁴⁰Ar számos kőzetben megkötődik, ezek megolvasztásával, őrlésével vagy diffúzió révén kiszabadul belőlük. A Föld légkörében található argon a kálium-40 bomlásának terméke, mivel a földi légkör argonja 99,6%-ban ⁴⁰Ar, míg a Napban és feltehetőleg más primordiális, csillagokat szülő ködökben az argonnak kevesebb, mint 15%-a ³⁸Ar, főként (85%) ³⁶Ar-ból áll. Hasonlóan a külső bolygók légkörében az argon izotópeloszlására ³⁶Ar : ³⁸Ar : ⁴⁰Ar = 8400: 1600: 1 értéket mértek.^[2]

A Föld légkörében a kozmikus sugárzás hatására radioaktív ³⁹Ar (felezési ideje 269 év) keletkezik, elsősorban ⁴⁰Ar-ből. A felszín alatti rétegben is keletkezik a ³⁹K neutronbefogása vagy a kalcium alfa-bomlása révén. A természetes argon ³⁹Ar tartalma a mérések szerint (8,0 ± 0,6)·10⁻¹⁶ g/g vagy (1,01 ± 0,08) Bq/kg.^[3] A földi légkör ⁴²Ar (felezési ideje 33 év) tartalma kevesebb, mint 6·10⁻²¹ része a természetes argon mennyiségének.^[4] 2013 decemberében argon-hidrid molekulaion formájában ³⁶Ar-ot találtak a Rák-ködbeli szupernóvához tartozó kozmikus porfelhőben.^[5][6] Ez az első alkalom, hogy a világűrben nemesgázvegyület nyomaira bukkantak.^[5][6]

Radioaktív ³⁷Ar a ⁴⁰Ca bomlása során keletkezik a felszín alatti atomrobbantások következtében. Felezési ideje 35 nap.^[1]

Standard atomtömeg: 39,948(1) u.

Táblázat

nuklid jele	Z(p)	N(n)	izotóptömeg (u)	felezési idő	bomlási mód(ok)[7]	leány- izotóp(ok)[m 1]	magspin	jellemző izotóp- összetétel (móltört)[m 2]	természetes ingadozás (móltört)
	gerjesztési energia
30Ar	18	12	30,02156(32)#	<20 ns	p	29Cl	0+
31Ar	18	13	31,01212(22)#	14,4(6) ms	β+, p (55,0%)	30S	5/2(+#)
					β+ (40,4%)	31Cl
					β+, 2p (2,48%)	29P
					β+, 3p (2,1%)	28Si
32Ar	18	14	31,9976380(19)	98(2) ms	β+ (56,99%)	32Cl	0+
					β+, p (43,01%)	31S
32mAr	5600(100)# keV			ismeretlen			5−#
33Ar	18	15	32,9899257(5)	173,0(20) ms	β+ (61,35%)	33Cl	1/2+
					β+, p (38,65%)	32S
34Ar	18	16	33,9802712(4)	844,5(34) ms	β+	34Cl	0+
35Ar	18	17	34,9752576(8)	1,775(4) s	β+	35Cl	3/2+
36Ar	18	18	35,967545106(29)	stabil[m 3]			0+	0,003336(4)
37Ar	18	19	36,96677632(22)	35,04(4) nap	ε	37Cl	3/2+
38Ar	18	20	37,9627324(4)	stabil			0+	6,29(1)·10−4
39Ar[m 4]	18	21	38,964313(5)	269(3) év	β−	39K	7/2−	ritka[m 5]
40Ar[m 6]	18	22	39,9623831225(29)	stabil			0+	0,996035(4)[m 7]
41Ar	18	23	40,9645006(4)	109,61(4) perc	β−	41K	7/2−
42Ar	18	24	41,963046(6)	32,9(11) év	β−	42K	0+	ritka
43Ar	18	25	42,965636(6)	5,37(6) perc	β−	43K	(5/2−)
44Ar	18	26	43,9649240(17)	11,87(5) perc	β−	44K	0+
45Ar	18	27	44,9680400(6)	21,48(15) s	β−	45K	(1/2,3/2,5/2)−
46Ar	18	28	45,96809(4)	8,4(6) s	β−	46K	0+
47Ar	18	29	46,97219(11)	1,23(3) s	β− (99%)	47K	3/2−#
					β−, n (1%)	46K
48Ar	18	30	47,97454(32)#	0,48(40) s	β−	48K	0+
49Ar	18	31	48,98052(54)#	170(50) ms	β−	49K	3/2−#
50Ar	18	32	49,98443(75)#	85(30) ms	β−	50K	0+
51Ar	18	33	50,99163(75)#	60# ms [>200 ns]	β−	51K	3/2−#
52Ar	18	34	51,99678(97)#	10# ms	β−	52K	0+
53Ar	18	35	53,00494(107)#	3# ms	β−	53K	(5/2−)#
					β−, n	52K

1. A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve
2. Az izotóp-összetétel a levegőbeli előfordulásra vonatkozik. A világegyetemben az ³⁶Ar valójában sokkal gyakoribb, mint az ⁴⁰Ar. A földi légkörben az ⁴⁰Ar dominanciáját ezen izotóp radiogén eredete okozza. Az ⁴⁰Ar a ⁴⁰K elektronbefogással történő radioaktív bomlásának terméke, bár a ⁴⁰K nagyrészt β^--bomlással ⁴⁰Ca-né alakul. Az ⁴⁰Ar a ⁴⁰K-tartalmú kőzetekből a légkörbe illan, így a légköri argon nagyrészt ⁴⁰Ar, nem ³⁶Ar.
3. A várakozások szerint β⁺β⁺-bomlással ³⁶S-tá alakul (a legkönnyebb olyan izotóp, amely elméletileg instabil, de bomlását kísérletileg nem sikerült igazolni)
4. argon–argon kormeghatározásra használják
5. kozmogén nuklid
6. argon–argon és kálium–argon kormeghatározásra használják
7. ⁴⁰K-ből keletkezik a kőzetekben. A feltüntetett részarány a földi előfordulásokra vonatkozik. Kozmikus gyakorisága jóval kisebb, mint az ³⁶Ar-é.