스트론튬 동위 원소

자연계에 존재하는 안정적인 스트론튬의 동위 원소는 4종이다. ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁷Sr, ⁸⁸Sr이 존재하며 이들 중 ⁸⁸Sr이 자연계에 가장 많이 존재한다.

⁸⁷Sr은 방사성 동위 원소인 ⁸⁷Rb의 붕괴 생성물이기도 하며, 루비듐-스트론튬 연대 측정에 이용되고 있다.

인공적으로 합성된 스트론튬의 동위 원소는 ⁷³Sr부터 ¹⁰⁵Sr까지 존재한다. 이들 중 ⁸⁹Sr의 반감기는 50.57일, ⁹⁰Sr의 반감기는 28.9년으로 이들은 우라늄, 토륨의 자발 핵분열 생성물로써 자연계에 미량 존재하며, 원자로 내의 핵분열로 인해 많은 양이 형성된다.

스트론튬-88

극도록 안정된 결합에너지를 가지고 있어 자연계의 스트론튬 동위체 중 가장 많은 양이 존재하고 있다. 주위의 안정 동위체의 결합에너지에 비해 더 높은 결합에너지인 8.73 MeV대를 가지고 있기 때문이다. 이 정도의 결합에너지보다 더 높은 결합에너지를 가진 동위체로 내려가려면 아연-68까지 내려가야 한다.

이 안정된 결합에너지는 초거성 내부의 중성자 포획과정과 헬륨 핵반응 등과 초신성 폭발시의 게르마늄 이상의 무거운 동위체에 핵반응을 자극하여 자연계에 스트론튬-88을 다른 스트론튬의 동위체보다 더 많은 양을 가지게 해 주었다.

스트론튬-90

강한 베타선을 내뿜고 이트륨-90으로 붕괴, 다시 강한 베타선을 내뿜고 지르코늄-90으로 붕괴한다. 강한 베타선을 내뿜고 반감기가 28.9년이나 되며, 핵분열 생성물 중 많은 비율로 생성되므로 핵 폐기물을 다룰 때 중요한 동위체로 여겨지고 있다.

열전지로 이용할 시 에너지를 1kg당 2.2kw를 내뿜어 플루토늄-238의 4배가 넘을 정도로 뜨거우므로 차폐 시 두꺼운 차폐막을 이용한다. 다만 베타선을 내뿜기 때문에 열전지로 이용 시 효율은 매우 낮다. 스트론튬-90의 강한 열 때문에 다 쓴 핵 폐기물을 원자로의 수조에서 반 이상 줄어들 때까지 30년 이상 담가두어야 한다.

표

핵자 수	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기	붕괴 방식(s)	붕괴 생성 동위 원소	핵 스핀	자연계에 존재하는 동위 원소 범위 (몰 분율)	자연계에 존재하는 최대 범위 (몰 분율)
	들뜬 에너지
73Sr	38	35	72.96597(64)#	>25 ms	β+ (>99.9%)	73Rb	1/2-#
					β+, p (<0.1%)	72Kr
74Sr	38	36	73.95631(54)#	50# ms [>1.5 µs]	β+	74Rb	0+
75Sr	38	37	74.94995(24)	88(3) ms	β+ (93.5%)	75Rb	(3/2-)
					β+, p (6.5%)	74Kr
76Sr	38	38	75.94177(4)	7.89(7) s	β+	76Rb	0+
77Sr	38	39	76.937945(10)	9.0(2) s	β+ (99.75%)	77Rb	5/2+
					β+, p (0.25%)	76Kr
78Sr	38	40	77.932180(8)	159(8) s	β+	78Rb	0+
79Sr	38	41	78.929708(9)	2.25(10) min	β+	79Rb	3/2(-)
80Sr	38	42	79.924521(7)	106.3(15) min	β+	80Rb	0+
81Sr	38	43	80.923212(7)	22.3(4) min	β+	81Rb	1/2-
82Sr	38	44	81.918402(6)	25.36(3) d	ε	82Rb	0+
83Sr	38	45	82.917557(11)	32.41(3) h	β+	83Rb	7/2+
83mSr	259.15(9) keV			4.95(12) s	IT	83Sr	1/2-
84Sr	38	46	83.913425(3)	안정			0+	0.0056(1)	0.0055-0.0058
85Sr	38	47	84.912933(3)	64.853(8) d	ε	85Rb	9/2+
85mSr	238.66(6) keV			67.63(4) min	IT (86.6%)	85Sr	1/2-
					β+ (13.4%)	85Rb
86Sr	38	48	85.9092602(12)	안정			0+	0.0986(1)	0.0975-0.0999
86mSr	2955.68(21) keV			455(7) ns			8+
87Sr	38	49	86.9088771(12)	안정			9/2+	0.0700(1)	0.0694-0.0714
87mSr	388.533(3) keV			2.815(12) h	IT (99.7%)	87Sr	1/2-
					ε (0.3%)	87Rb
88Sr	38	50	87.9056121(12)	안정			0+	0.8258(1)	0.8229-0.8275
89Sr	38	51	88.9074507(12)	50.57(3) d	β-	89Y	5/2+
90Sr	38	52	89.907738(3)	28.90(3) a	β-	90Y	0+
91Sr	38	53	90.910203(5)	9.63(5) h	β-	91Y	5/2+
92Sr	38	54	91.911038(4)	2.66(4) h	β-	92Y	0+
93Sr	38	55	92.914026(8)	7.423(24) min	β-	93Y	5/2+
94Sr	38	56	93.915361(8)	75.3(2) s	β-	94Y	0+
95Sr	38	57	94.919359(8)	23.90(14) s	β-	95Y	1/2+
96Sr	38	58	95.921697(29)	1.07(1) s	β-	96Y	0+
97Sr	38	59	96.926153(21)	429(5) ms	β- (99.95%)	97Y	1/2+
					β-, n (0.05%)	96Y
97m1Sr	308.13(11) keV			170(10) ns			(7/2)+
97m2Sr	830.8(2) keV			255(10) ns			(11/2-)#
98Sr	38	60	97.928453(28)	0.653(2) s	β- (99.75%)	98Y	0+
					β-, n (0.25%)	97Y
99Sr	38	61	98.93324(9)	0.269(1) s	β- (99.9%)	99Y	3/2+
					β-, n (0.1%)	98Y
100Sr	38	62	99.93535(14)	202(3) ms	β- (99.02%)	100Y	0+
					β-, n (0.98%)	99Y
101Sr	38	63	100.94052(13)	118(3) ms	β- (97.63%)	101Y	(5/2-)
					β-, n (2.37%)	100Y
102Sr	38	64	101.94302(12)	69(6) ms	β- (94.5%)	102Y	0+
					β-, n (5.5%)	101Y
103Sr	38	65	102.94895(54)#	50# ms [>300 ns]	β-	103Y
104Sr	38	66	103.95233(75)#	30# ms [>300 ns]	β-	104Y	0+
105Sr	38	67	104.95858(75)#	20# ms [>300 ns]