ガドリニウムの同位体

ガドリニウム(Gd)の同位体のうち天然に生成するものには、¹⁵⁴Gd、¹⁵⁵Gd、¹⁵⁶Gd、¹⁵⁷Gd、¹⁵⁸Gd、¹⁶⁰Gdの6種類の天然同位体と¹⁵²Gdという1種類の放射性同位体があり、天然存在比が24.84%の¹⁵⁸Gdが最も多い。¹⁶⁰Gdは二重ベータ崩壊すると推測されているが、半減期は1.3×10²¹年以上と見積もられ^[1]、未だ観測されたことはない。

29種類の放射性同位体が知られ、最も安定な¹⁵²Gdの半減期は1.08×10¹⁴年、¹⁵⁰Gdの半減期は1.79×10⁶年である。その他は全て74.7年以内で、そのほとんどは24.6秒以内である。4種類の核異性体もあり、安定なものは^143mGd (半減期110秒)、^145mGd (半減期85秒)、^141mGd (半減期24.5秒)である。

最も安定な¹⁵⁸Gdよりも軽い同位体は電子捕獲によりユウロピウムに、¹⁵⁸Gdよりも重い同位体はベータ崩壊によりテルビウムに崩壊する。

¹⁵³Gdは、240.4±10日の半減期で41KeVと102KeVに強いピークを持ったガンマ線を放出しながらガンマ崩壊する。これは、X線吸光光度分析法や骨粗鬆症のための骨密度測定等のX線源として用いられる。

標準原子量は157.25(3) uである。

一覧

同位体核種	Z(p)	N(n)	同位体質量 (u)	半減期	核スピン数	天然存在比	天然存在比 (範囲)
	励起エネルギー
134Gd	64	70	133.95537(43)#	0.4# s	0+
135Gd	64	71	134.95257(54)#	1.1(2) s	3/2-
136Gd	64	72	135.94734(43)#	1# s [>200 ns]
137Gd	64	73	136.94502(43)#	2.2(2) s	7/2+#
138Gd	64	74	137.94012(21)#	4.7(9) s	0+
138mGd	2232.7(11) keV			6(1) µs	(8-)
139Gd	64	75	138.93824(21)#	5.7(3) s	9/2-#
139mGd	250(150)# keV			4.8(9) s	1/2+#
140Gd	64	76	139.93367(3)	15.8(4) s	0+
141Gd	64	77	140.932126(21)	14(4) s	(1/2+)
141mGd	377.8(2) keV			24.5(5) s	(11/2-)
142Gd	64	78	141.92812(3)	70.2(6) s	0+
143Gd	64	79	142.92675(22)	39(2) s	(1/2)+
143mGd	152.6(5) keV			110.0(14) s	(11/2-)
144Gd	64	80	143.92296(3)	4.47(6) min	0+
145Gd	64	81	144.921709(20)	23.0(4) min	1/2+
145mGd	749.1(2) keV			85(3) s	11/2-
146Gd	64	82	145.918311(5)	48.27(10) d	0+
147Gd	64	83	146.919094(3)	38.06(12) h	7/2-
147mGd	8587.8(4) keV			510(20) ns	(49/2+)
148Gd	64	84	147.918115(3)	74.6(30) a	0+
149Gd	64	85	148.919341(4)	9.28(10) d	7/2-
150Gd	64	86	149.918659(7)	1.79(8)E+6 a	0+
151Gd	64	87	150.920348(4)	124(1) d	7/2-
152Gd	64	88	151.9197910(27)	1.08(8)E+14 a	0+	0.0020(1)
153Gd	64	89	152.9217495(27)	240.4(10) d	3/2-
153m1Gd	95.1737(12) keV			3.5(4) µs	(9/2+)
153m2Gd	171.189(5) keV			76.0(14) µs	(11/2-)
154Gd	64	90	153.9208656(27)	STABLE	0+	0.0218(3)
155Gd	64	91	154.9226220(27)	STABLE	3/2-	0.1480(12)
155mGd	121.05(19) keV			31.97(27) ms	11/2-
156Gd	64	92	155.9221227(27)	STABLE	0+	0.2047(9)
156mGd	2137.60(5) keV			1.3(1) µs	7-
157Gd	64	93	156.9239601(27)	STABLE	3/2-	0.1565(2)
158Gd	64	94	157.9241039(27)	STABLE	0+	0.2484(7)
159Gd	64	95	158.9263887(27)	18.479(4) h	3/2-
160Gd	64	96	159.9270541(27)	STABLE [>13E+20 a[1]]	0+	0.2186(19)
161Gd	64	97	160.9296692(29)	3.646(3) min	5/2-
162Gd	64	98	161.930985(5)	8.4(2) min	0+
163Gd	64	99	162.93399(32)#	68(3) s	7/2+#
164Gd	64	100	163.93586(43)#	45(3) s	0+
165Gd	64	101	164.93938(54)#	10.3(16) s	1/2-#
166Gd	64	102	165.94160(64)#	4.8(10) s	0+
167Gd	64	103	166.94557(64)#	3# s	5/2-#
168Gd	64	104	167.94836(75)#	300# ms	0+
169Gd	64	105	168.95287(86)#	1# s	7/2-#