Fosforisotoper

Fosforisotoper är isotoper av grundämnet fosfor (P), det vill säga atomer och kärnor med 15 protoner och olika antal neutroner.

Isotoper

Fosfor har 23 kända isotoper, varav 1 är stabil (³¹P). Detta gör fosfor till ett monoisotopiskt grundämne. Det är också den enda isotopen som förekommer naturligt, och därmed är fosfor även ett mononuklidiskt grundämne.

Bland de mer långlivade isotoperna kan nämnas ³²P (halveringstid på 14,263 dagar) och ³³P (halveringstid på 25,34 dagar). Alla andra isotoper har en halveringstid under 2,5 minuter, och de flesta av dem under sekund. Den minst stabila kända radioisotopen är ²⁵P med en halveringstid på mindre än 30 nanosekunder, men halveringstiden av ²⁴P förblir okänd.

De lättaste isotoperna (²⁵P och ²⁴P) sönderfaller genom protonemission till kiselisotoper. De något tyngre isotoperna, men ändock lättare än ³¹P, sönderfaller främst genom positronemission (β⁺) till även kiselisotoper, och mycket mer sällan till aluminium- eller magnesiumisotoper.

Fosfor-32

³²P är en radioisotop vars kärna består 15 protoner och 17 neutroner. Den sönderfaller genom att emittera en β-partikel (1,71 MeV) i ³²O med en halveringstid på 14,263 dagar. Den används ofta i laboratorier, främst för produktion av DNA- eller RNA-isotopmärkning, och används exempelvis i metoderna Northern blot och Southern blot. Eftersom betapartiklar med hög energi tränger igenom hud och hornhinnor, och eftersom allt ³²P som sväljs, inhaleras eller absorberas lätt införlivas i ben och nukleinsyror, kräver OSHA därför att labbrock, engångshandskar och skyddsglasögon bärs när man arbetar med ³²P, och att man undviker att arbeta direkt över en öppen behållare för att skydda ögonen. Dessutom, på grund av den höga energin hos betapartiklar, ger strålskydd av denna strålning med de normalt använda täta materialen (exempelvis bly) upphov till sekundär emission av röntgenstrålar genom en process som kallas bromsstrålning. Därför måste strålskyddet ske med hjälp av material med låg densitet, exempelvis plexiglas, polymetylmetakrylat, plast, trä eller vatten.

Fosfor-33

³³P är en radioisotop vars kärna består 15 protoner och 18 neutroner. Den sönderfaller genom att sända ut en β-partikel (0,25 MeV) i ³⁴O med en halveringstid på 25,34 dagar. Det används i livsvetenskapliga laboratorier i applikationer där lägre energibetastrålning är fördelaktigt, såsom DNA-sekvensering. Den kan också användas för att märka nukleotider. Den är mindre energisk än ³²P, vilket ger en bättre upplösning. En nackdel är dess högre kostnader jämfört med ³²P, eftersom bombardemang av ³¹P huvudsakligen resulterar i ³²P. Dess maximala specifika aktivitet är 5118 Ci/mol.

Tabell

Nuklid	Z	N	Massa (u)	Halveringstid	ST (%)	SE (MeV)	SP	Spinn	Förekomst (%)
24P	15	9	24,03435(54)#		β+ (> 99,9 %)		23Si	(1+)#
					β+ (< 0,1 %)		24Si
25P	15	10	25,02026(21)#	30 ns	p		24Si	(½+)#
26P	15	11	26,01178(21)#	43,7 ms	β+ (98,1 %)	18,12	26Si	(3+)
					β+ + 2p (1 %)		24Mg
					β+ + p (0,9 %)	12,6	25Al
27P	15	12	26,999230(28)	260 ms	β+ (99,93 %)	11,63	27Si	½+
					β+ + p (0,07 %)	4,17	26Al
28P	15	13	27,992315(4)	270,3 ms	β+ (99,99 %)	14,332	28Si	3+
					β+ + p (0,0013 %)		27Al
					β+ + α (8,6 × 10−4 %)		24Mg
29P	15	14	28,9818006(6)	4,142 s	β+	4,943	29Si	½+
30P	15	15	29,9783138(3)	2,498 min	β+	4,232	30Si	1+
31P	15	16	30,97376163(20)	Stabil				½+	100
32P	15	17	31,97390727(20)	14,263 d	β−	1,711	32S	1+	Spår
33P	15	18	32,9717255(12)	25,34 d	β−	0,249	33S	½+
34P	15	19	33,973636(5)	12,43 s	β−	5,374	34S	1+
35P	15	20	34,9733141(20)	47,3 s	β−	3,989	35S	½+
36P	15	21	35,978260(14)	5,6 s	β−	10,413	36S	4−#
37P	15	22	36,97961(4)	2,31 s	β−	7,9	37S	½+#
38P	15	23	37,98416(11)	0,64 s	β− (88 %)	12,39	38S	(0, 4)−
					β− + n (12 %)	4,36	37S
39P	15	24	38,98618(11)	0,19 s	β− (74 %)	10,51	39S	½+#
					β− + n (26 %)	6,14	38S
40P	15	25	39,99130(15)	153 ms	β− (70 %)	14,5	40S	(2−, 3−)
					β− + n (30 %)	6,75	39S
41P	15	26	40,99434(23)	120 ms	β− (70 %)	13,8	41S	½+#
					β− + n (30 %)	9,9	40S
42P	15	27	42,00101(48)	48,5 ms	β− (50 %)	17,3	42S
					β− + n (50 %)	10,6	41S
43P	15	28	43,00619(104)	36,5 ms	β−	15,6	43S	½+#
					β− + n	12,3	42S
44P	15	29	44,01299(75)#	18,5 ms	β−		44S
45P	15	30	45,01922(86)#	8 ms	β−		45S	½+#
46P	15	31	46,02738(97)#	4 ms	β−		46S

Anmärkningar

• Stabila isotoper anges i fetstil.
• Värden markerade med # härrör inte enbart från experimentella data, men åtminstone delvis från systematiska trender.
• Osäkerheter anges i kort form i parentes efter värdet. Osäkerhetsvärden anger en standardavvikelse, utom isotopsammansättningen och standardatommassa från IUPAC, som använder expanderade osäkerhet.
• Nuklidmassor är givna av IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO).
• Isotopförekomster är givna av IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.

Källor

• Isotopmassor:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). ”The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics 729: sid. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf. 
• Isotopsammansättning och standardatommassa:
  • J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). ”Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 75 (6): sid. 683–800. doi:10.1351/pac200375060683. http://www.iupac.org/publications/pac/75/6/0683/pdf/. 
  • M. E. Wieser (2006). ”Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11): sid. 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051. http://iupac.org/publications/pac/78/11/2051/pdf/. 
• Spinn och isomerdata:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). ”The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729: sid. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf. 
  • National Nuclear Data Center. ”NuDat 2.1 database”. Brookhaven National Laboratory. http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/. Läst 1 september 2005. 
  • N. E. Holden (2004). ”Table of the Isotopes, Section 11”. i D. R. Lide. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th). CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9 

Externa länkar

• Fosforisotopdata från The Berkeley Laboratory Isotopes Project's (engelska)