백금 동위 원소

백금(Platinum, Pt)의 동위 원소는 원자 번호 78번인 백금 원소가 가지는 다양한 핵종을 의미한다. 자연계에는 6종의 동위 원소가 존재하며, 인공적으로 합성된 동위 원소까지 포함하면 총 37종 이상의 동위 원소가 알려져 있다.

자연계 존재 동위 원소

자연계에 존재하는 백금의 동위 원소는 190Pt, 192Pt, 194Pt, 195Pt, 196Pt, 198Pt의 6종이다. 이 중 190Pt는 방사성 동위 원소로, 반감기가 약 6,500억 년(6.5×10¹¹년)에 달하여 우주 나이의 약 47배에 이른다. 이는 태양계 연대 측정에 사용되는 방사성 동위 원소 중 가장 긴 반감기이다. 192Pt와 198Pt도 이론적으로는 방사성 붕괴를 할 것으로 예측되지만, 아직 붕괴가 관측되지 않아 관찰상 안정 동위 원소로 분류된다.

동위 원소 존재비

백금 동위 원소 중 가장 풍부하게 존재하는 것은 195Pt로, 자연 존재비가 약 33.8%이다. 그 다음으로 194Pt가 약 32.97%, 196Pt가 약 25.24%, 198Pt가 약 7.16%, 192Pt가 약 0.78% 순이며, 190Pt는 미량(약 0.014%)만 존재한다.

방사성 동위 원소

백금은 질량수 166부터 202까지 다양한 방사성 동위 원소를 가진다. 인공적으로 합성된 동위 원소 중 가장 반감기가 짧은 것은 166Pt로 반감기가 300마이크로초(µs)에 불과하다. 방사성 동위 원소 중에서는 193Pt가 반감기 50년으로 가장 긴 반감기를 가진다. 193Pt는 전자 포획을 통해 193Ir로 붕괴하며, 193mPt라는 핵 이성질체(반감기 약 4.33일)도 존재한다.

주요 방사성 동위 원소의 붕괴 방식

백금의 방사성 동위 원소는 주로 알파 붕괴(α), 베타 플러스 붕괴(β⁺, 양전자 방출), 전자 포획(ε), 베타 마이너스 붕괴(β⁻)의 방식을 통해 붕괴한다. 가벼운 동위 원소(질량수 166~189)는 주로 알파 붕괴와 β⁺ 붕괴를, 무거운 동위 원소(질량수 197~202)는 β⁻ 붕괴를 통해 각각 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 금(Au) 등의 동위 원소로 변환된다.

핵 이성질체

백금은 여러 핵 이성질체(동일한 양성자수와 중성자수를 가지면서도 다른 에너지 상태에 있는 핵종)를 가진다. 대표적으로 193mPt(반감기 4.33일), 195mPt(반감기 4.01일), 197mPt(반감기 95.41분) 등이 알려져 있다.