Ізотопи кремнію

Кремній (₁₄Si) має 23 відомі ізотопи з масовими числами від 22 до 44. ²⁸Si (найпоширеніший ізотоп, 92,23 %), ²⁹Si (4,67 %) і ³⁰Si (3,1 %) стабільні. Найдовшеживучий радіоізотоп — ³²Si, який утворюється розщепленням аргону космічними променями. Встановлено, що його період напівврозпаду становить приблизно 150 років (з енергією розпаду^[en] 0,21 МеВ), і він розпадається бета-випромінюванням до 32P (період напіврозпаду якого становить 14,27 днів), а потім до 32S. Після ³²Si ³¹Si має другий найдовший період напіврозпаду 157,3 хвилин. Усі інші мають період напіврозпаду менше 7 секунд.

Список ізотопів

Нуклід	Z	N	Масса ізотопа (а.о.м.)[1]	Період напіврозпаду[2]	Спосіб розпаду[2]	Дочірній ізотоп[2]	Спін і парність[2]	Ізотопна поширеність
	Енергія збудження							Частка	Можливе відхилення
22Si	14	8	22,03611(54)#	28,7(11) мс	β+, p (62 %)	21Mg	0+
					β+ (37 %)	22Al
					β+, 2p (0,7 %)	20Na
23Si	14	9	23,02571(54)#	42,3(4) мс	β+, p (88 %)	22Mg	3/2+#
					β+ (8 %)	23Al
					β+, 2p (3,6 %)	21Na
24Si	14	10	24,011535(21)	143,2 (21) мс	β+ (65,5 %)	24Al	0+
					β+, p (34,5 %)	23Mg
25Si	14	11	25,004109(11)	220,6(10) мс	β+ (65 %)	25Al	5/2+
					β+, p (35 %)	24Mg
26Si	14	12	25,99233382(12)	2,2453(7) с	β+	26Al	0+
27Si	14	13	26,98670469(12)	4,117(14) с	β+	27Al	5/2+
28Si	14	14	27,97692653442(55)	Стабільний			0+	0,92223(19)	0,92205–0,92241
29Si	14	15	28,97649466434(60)	Стабільний			1/2+	0,04685(8)	0,04678–0,04692
30Si	14	16	29,973770137(23)	Стабільний			0+	0,03092(11)	0,03082–0,03102
31Si	14	17	30,975363196(46)	157,16(20) хв	β−	31P	3/2+
32Si	14	18	31,97415154(32)	157(7) років	β−	32P	0+	сліди[en]	космогенний
33Si	14	19	32,97797696(75)	6,18(18) с	β−	33P	3/2+
34Si	14	20	33,97853805(86)	2,77(20) с	β−	34P	0+
34mSi	4256,1(4) keV			<210 нс	IT	34Si	(3−)
35Si	14	21	34,984550(38)	780(120) мс	β−	35P	7/2−#
					β−, n?	34P
36Si	14	22	35,986649(77)	503(2) мс	β− (88 %)	36P	0+
					β−, n (12 %)	35P
37Si	14	23	36,99295(12)	141,0(35) мс	β− (83 %)	37P	(5/2−)
					β−, n (17 %)	36P
					β−, 2n?	35P
38Si	14	24	37,99552(11)	63(8) мс	β− (75 %)	38P	0+
					β−, n (25 %)	37P
39Si	14	25	39,00249(15)	41,2(41) мс	β− (67 %)	39P	(5/2−)
					β−, n (33 %)	38P
					β−, 2n?	37P
40Si	14	26	40,00608(13)	31,2(26) мс	β− (62 %)	40P	0+
					β−, n (38 %)	39P
					β−, 2n?	38P
41Si	14	27	41,01417(32)#	20,0(25) мс	β−, n (>55 %)	40P	7/2−#
					β− (<45 %)	41P
					β−, 2n?	39P
42Si	14	28	42,01808(32)#	15,5(4 (стат), 16 (сист)) мс[3]	β− (51 %)	42P	0+
					β−, n (48 %)	41P
					β−, 2n (1 %)	40P
43Si	14	29	43,02612(43)#	13(4 (стат), 2 (сист)) мс[3]	β−, n (52 %)	42P	3/2−#
	β− (27 %)	43P
	β−, 2n (21 %)	41P
44Si	14	30	44,03147(54)#	4# мс [>360 нс]	β−?	44P	0+
					β−, n?	43P
					β−, 2n?	42P

Кремній-28

Кремній-28, найпоширеніший ізотоп кремнію, представляє особливий інтерес для створення квантових комп'ютерів у високому збагаченні, оскільки присутність ²⁹Si у зразку кремнію сприяє квантовій декогеренції.^[4] Надзвичайно чисті (>99,9998 %) зразки ²⁸Si можна отримати шляхом селективної іонізації та осадження^{[en] 28}Si із силану.^[5] Завдяки надзвичайно високій чистоті, яку можна отримати таким чином, проєкт Авогадро^[en] прагнув розробити нове визначення кілограма, зробивши сферу діаметром 93,75 мм (3,691 дюйм) з цього ізотопу та визначивши точну кількість атомів у зразку.^[6][7]

Кремній-29

Кремній-29 заслуговує на увагу як єдиний стабільний ізотоп кремнію з ядерним спіном (I = 1/2).^[8] Таким чином, його можна використовувати в дослідженнях ядерного магнітного резонансу та надтонких переходів, наприклад, для вивчення властивостей так званого А-центру в чистому кремнії.^[9]

Кремній-34

Кремній-34 — радіоактивний ізотоп із періодом напіврозпаду 2,8 секунд. Крім звичайного Н = 20 закрита оболонка, ядро також показує сильний Z = 14 закриття оболонки, що змушує його поводитися як подвійне чарівне сферичне ядро, за винятком того, що воно також розташоване на два протони над островом інверсії^[en].^[10] Кремній-34 має незвичайну структуру «бульбашки», де розподіл протонів менш щільний у центрі, ніж біля поверхні, оскільки орбіталь протона 2s_1/2 майже не зайнята в основному стані, на відміну від ³⁶S, де вона майже повна.^[11][12] Кремній-34 є однією з відомих частинок кластерного розпаду; він утворюється при розпаді ²⁴²Cm^[en] з коефіцієнтом розгалуження приблизно 1×10⁻¹⁶.^[13]