텅스텐 동위 원소

텅스텐 동위 원소는 텅스텐(Tungsten, 원자 번호 74, 원소 기호 W)의 다양한 중성자 수를 가지는 원자핵을 갖는 형태들을 일컫는다. 텅스텐은 자연계에 존재하는 원소 중 원자 번호가 비교적 높은 편에 속하며, 다양한 동위 원소를 가진다.

현재까지 약 40개 이상의 텅스텐 동위 원소가 알려져 있으며, 질량수는 158부터 195까지 다양하다. 이들 중 자연적으로는 다섯 가지 동위 원소가 존재하며, 나머지 동위 원소들은 주로 핵 반응을 통해 인공적으로 생성된 방사성 동위 원소이다.

자연적으로 존재하는 동위 원소

자연 상태에서 발견되는 텅스텐의 동위 원소는 다섯 가지가 있으며, 이들은 다음과 같다:

• ¹⁸⁰W
• ¹⁸²W
• ¹⁸³W
• ¹⁸⁴W
• ¹⁸⁶W

이들 자연적으로 존재하는 동위 원소들의 자연 존재 비율은 다음과 같다 (대략적인 값):

• ¹⁸⁰W: 0.12%
• ¹⁸²W: 26.3%
• ¹⁸³W: 14.3%
• ¹⁸⁴W: 30.6%
• ¹⁸⁶W: 28.4%

이들 중 ¹⁸²W, ¹⁸³W, ¹⁸⁴W, ¹⁸⁶W는 안정 동위 원소로 간주된다. ¹⁸⁰W는 이론적으로 알파 붕괴를 통해 ¹⁷⁶Hf으로 붕괴하는 것으로 예측되지만, 그 반감기가 약 1.8 x 10¹⁸ (180 경) 년 이상으로 우주의 나이보다 훨씬 길기 때문에 사실상 안정 동위 원소처럼 취급된다. 이 극도로 느린 붕괴는 실험적으로 관찰되었다.

방사성 동위 원소

자연적으로 존재하는 다섯 가지 동위 원소 외에, 텅스텐은 수많은 인공 방사성 동위 원소를 가지고 있다. 이들 방사성 동위 원소는 질량 범위가 넓으며, 다양한 붕괴 모드(알파 붕괴, 베타 붕괴, 전자 포획 등)를 통해 다른 원소의 동위 원소로 변환된다.

인공 방사성 텅스텐 동위 원소의 반감기는 매우 짧은 것(밀리초 단위)부터 비교적 긴 것(몇 달 단위)까지 다양하다. 예를 들어, ¹⁸¹W는 약 121.2일의 반감기를 가지며 전자 포획을 통해 붕괴한다. 다른 방사성 동위 원소들은 그 반감기가 훨씬 짧아, 연구 목적 외에는 활용도가 제한적이다. 방사성 동위 원소는 주로 입자 가속기나 원자로에서 핵 반응을 통해 생성된다.