Реклама


18-фтор

Изото́пы фто́ра — разновидности химического элемента фтора, имеющие разное количество нейтронов в атомном ядре. Известны изотопы фтора с массовыми числами от 14 до 31 (количество протонов 9, нейтронов от 5 до 22) и 2 ядерных изомера.

Единственным стабильным изотопом фтора является 19F, его природная изотопная распространённость равна 100 %[1]. Таким образом, фтор — моноизотопный элемент. Самым долгоживущим радиоизотопом является 18F с периодом полураспада 110 минут.

Фтор-18[ | код]

Скан тела человека после введения фтордезоксиглюкозы

Изотоп 18F является источником позитронов. Используется в ядерной медицине в качестве маркера в диагностических фармпрепаратах фтора, таких как фтордезоксиглюкоза (ФДГ), фторид натрия, фторэтил-L-тирозин способом позитронно-эмиссионной томографии.[2] Изотоп обладает оптимальным периодом полураспада и умеренной энергией излучения для минимизации ущерба пациенту. Короткий период полураспада (110 минут) требует высокой скорости синтеза и доставки препарата пациенту, поэтому ускоритель и фармацевтическая лаборатория строятся в непосредственной близости к медицинскому учреждению.

Активность 3,52⋅1018 Бк/грамм. ~97 % распадов идет по каналу позитронного распада, ~3 % по каналу захвата электрона. В обоих случаях дочерний изотоп 18O. При позитронном распаде максимальная энергия позитронов 0,63 МэВ, средняя 0,25 МэВ[3][4]. При аннигиляции позитрона с электроном образуются два гамма-кванта с энергией 511 кэВ.

18F синтезируют на ускорителях, облучая мишень 18O протонами. Химически мишенью обычно является вода (природного изотопного состава или обогащённая по изотопу 18O). В медицинских учреждениях обычно используют циклотроны, реже линейные ускорители.

В России действует несколько медицинских центров, выполняющих синтез 18F и диагностику с использованием его препаратов[2][5][6].

Радиоактивные свойства[ | код]

Радиоактивные свойства некоторых изотопов фтора представлены в таблице:

Массовое число Реакция получения[7] Период полураспада[1] Тип распада
17 9Be(14N,6He); 14N(14N,11B); 14N(α,n); 16O(d,n); 16O(p,γ), 16O(14N,13C); 19F(γ,2n) 64,49 с β+
18 9Be(14N,5He); 14N(14N,10B); 16O(α,pn); 18O(p,n); 19F(n,2n); 19F(d,T) 109,771 мин β+
20 19F(d,p); 19F(n,γ); 23Na(n,α) 11,163 с β, γ
21 F(T,p) 4,158 с β, γ

Таблица изотопов фтора[ | код]

Символ
нуклида
Z (p) N (n) Масса изотопа[8]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[9]
(T1/2)
Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[9]
Распространённость
изотопа в природе
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
13F[10] 9 4 p 12O
14F 9 5 14,03432(4) 500(60)⋅10−24 с
[910 кэВ]
p 13O 2−
15F 9 6 15,017785(15) 1,1(0,3)⋅10−21 с
[1,0(2) МэВ]
p 14O 1/2+
16F 9 7 16,011466(9) 11(6)⋅10−21 с
[40(20) кэВ]
p 15O 0−
17F 9 8 17,00209524(27) 64,370(27) с β+ 17O 5/2+
18F 9 9 18,0009373(5) 109,739(9) мин β+ (96,86 %) 18O 1+
ЭЗ (3,14 %) 18O
18mF 1121,36(15) кэВ 162(7) нс ИП 18F 5+
19F 9 10 18,9984031629(9) стабилен 1/2+ 1,0000
20F 9 11 19,99998125(3) 11,163(8) с β 20Ne 2+
21F 9 12 20,9999489(19) 4,158(20) с β 21Ne 5/2+
22F 9 13 22,002999(13) 4,23(4) с β (89 %) 22Ne (4+)
β, n (11 %) 21Ne
23F 9 14 23,00353(4) 2,23(14) с β (86 %) 23Ne 5/2+
β, n (14 %) 22Ne
24F 9 15 24,00810(10) 384(16) мс β (94,1 %) 24Ne 3+
β, n (5,9 %) 23Ne
25F 9 16 25,01217(10) 80(9) мс β (76,9 %) 25Ne (5/2+)
β, n (23,1 %) 24Ne
26F 9 17 26,02002(12) 8,2(9) мс β (86,5 %) 26Ne 1+
β, n (13,5 %) 25Ne
26mF 643,4(1) кэВ 2,2(1) мс ИП (82 %) 26F (4+)
β, n (12 %) 25Ne
β (6 %) 26Ne
27F 9 18 27,02732(42) 4,9(2) мс β, n (77 %) 26Ne 5/2+#
β (23 %) 27Ne
28F 9 19 28,03622(42) 46⋅10−21 с n 27F
29F 9 20 29,04310(56) 2,5(3) мс β, n (60 %) 28Ne 5/2+#
β (40 %) 29Ne
31F 9 22 31,06027(59)# 1# мс [>260 нс] β 31Ne 5/2+#


Пояснения к таблице[ | код]

Литература[ | код]

Примечания[ | код]

  1. 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ
  2. 1 2 ФГБУ РНЦРХТ, Отделение циклотронных радиофармпрепаратов
  3. Clinical Applications of Gallium-68
  4. Данные по 18F из Nuclear Data Services (International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка) (англ.)
  5. В Москве построят циклотрон для медицинских целей
  6. Комплекс по производству РФП (недоступная ссылка). Дата обращения: 23 мая 2018. Архивировано 24 мая 2018 года.
  7. Николаев Н.С., Суворова С.Н., Гурович Е.И., Пека И., Корчемная Е.К.,. Аналитическая химия фтора. — М.: Наука, 1970. — 196 с. — (Аналитическая химия элементов). — 2750 экз.
  8. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
  9. 1 2 Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode2017ChPhC..41c0001A.Открытый доступ
  10. Charity R. J. et al. Observation of the Exotic Isotope 13F Located Four Neutrons beyond the Proton Drip Line (англ.) // Physical Review Letters. — 2021. — Vol. 126, iss. 13. — P. 2501. — doi:10.1103/PhysRevLett.126.132501.
Реклама