브로민(Br)은 원자번호 35번의 할로겐족 원소로, 자연계에 존재하는 두 개의 안정 동위 원소와 다수의 불안정 동위 원소(방사성 동위 원소)가 알려져 있다.
자연계에 존재하는 안정 동위 원소는 브로민-79 (⁷⁹Br)와 브로민-81 (⁸¹Br) 두 가지이다. ⁷⁹Br의 자연 존재비는 약 50.69%, ⁸¹Br의 자연 존재비는 약 49.31%로, 두 동위 원소가 거의 1:1 비율로 존재한다. 브로민의 표준 원자량은 79.904 u이다.
불안정 동위 원소는 원자량 66에서 97 사이에 총 30종이 알려져 있다. 이 중 반감기가 가장 긴 것은 브로민-77 (⁷⁷Br)로, 반감기는 약 57.036시간(약 2.4일)이며 주로 베타 플러스(β⁺) 붕괴를 통해 셀레늄-77(⁷⁷Se)로 붕괴한다. 그 외 주요 방사성 동위 원소로는 ⁷⁶Br(반감기 16.2시간), ⁸²Br(반감기 35.282시간), ⁷⁵Br(반감기 96.7분) 등이 있다.
브로민의 동위 원소 중 일부는 핵의학 분야에서 활용된다. 특히 ⁷⁶Br과 ⁷⁷Br은 양전자 방출 단층 촬영(PET)에 사용되는 방사성 동위 원소로 연구되고 있으며, ⁸²Br은 중성자 활성화 분석이나 방사선 추적자로 사용되기도 한다.
브로민 동위 원소의 붕괴 방식은 주로 베타 붕괴(β⁻ 또는 β⁺)와 전자 포획이며, 일부 핵종은 이성질핵 전이(IT)를 통해 준안정 상태에서 바닥 상태로 전이한다. 원자량이 79보다 가벼운 동위 원소는 주로 β⁺ 붕괴를, 81보다 무거운 동위 원소는 주로 β⁻ 붕괴를 한다.
