Isotop gadolinium

Gadolinium (₆₄Gd) yang terbentuk secara alami terdiri dari dua isotop stabil, ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁵Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁷Gd, ¹⁵⁸Gd, dan ¹⁶⁰Gd, serta 1 radioisotop, ¹⁵²Gd, dengan ¹⁵⁸Gd menjadi yang paling melimpah (24,84% kelimpahan alami). Peluruhan beta ganda yang diprediksi terjadi pada ¹⁶⁰Gd tidak pernah teramati; hanya batas bawah pada waktu paruhnya, yaitu lebih dari 1,3×10²¹ tahun, yang telah ditetapkan secara eksperimental.^[2]

Tiga puluh radioisotop telah dikarakterisasi, dengan yang paling stabil adalah ¹⁵²Gd (terjadi secara alami) yang meluruh melalui peluruhan alfa dengan waktu paruh 1,08×10¹⁴ tahun, dan ¹⁵⁰Gd dengan waktu paruh 1,79×10⁶ tahun. Semua isotop radioaktif yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari 74,7 tahun. Sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 24,6 detik. Isotop gadolinium memiliki 10 isomer metastabil, dengan yang paling stabil adalah ^143mGd (t_1/2 = 110 detik), ^145mGd (t_1/2 = 85 detik) dan ^141mGd (t_1/2 = 24,5 detik).

Mode peluruhan utama untuk isotop yang memiliki berat atom lebih rendah daripada isotop stabil yang paling melimpah, ¹⁵⁸Gd, adalah penangkapan elektron, dan mode utama untuk isotop yang memiliki berat atom lebih tinggi adalah peluruhan beta. Produk peluruhan utama untuk isotop yang lebih ringan dari ¹⁵⁸Gd adalah isotop europium dan produk utama dari isotop yang lebih berat adalah isotop terbium.

Gadolinium-148 akan ideal jika dipakai untuk generator termoelektrik radioisotop (radioisotope thermoelectric generator, RTG) karena waktu paruh 74 tahunnya, kepadatannya yang tinggi, dan mode peluruhan alfanya yang dominan. Namun, ¹⁴⁸Gd tidak dapat disintesis secara ekonomis dalam jumlah yang cukup untuk memberi daya pada RTG.^[3]

Gadolinium-153 memiliki waktu paruh 240,4 ± 10 hari dan memancarkan radiasi gama dengan puncak kuat pada 41 keV dan 102 keV. Ia digunakan sebagai sumber sinar gama untuk absorptiometri dan fluoresensi sinar-X, untuk pengukur kepadatan tulang untuk skrining osteoporosis, dan untuk membuat profil radiometrik dalam sistem pencitraan sinar-X portabel Lixiscope, yang juga dikenal sebagai Lixi Profiler. Dalam kedokteran nuklir, ia berfungsi untuk mengkalibrasi peralatan yang dibutuhkan seperti sistem tomografi terkomputasi emisi foton tunggal (single-photon emission computed tomography, SPECT) untuk membuat sinar-X. Ia memastikan bahwa mesin bekerja dengan benar untuk menghasilkan gambar distribusi radioisotop di dalam pasien. Isotop ini diproduksi dalam reaktor nuklir dari europium atau gadolinium yang diperkaya.^[4] Ia juga dapat mendeteksi hilangnya kalsium pada tulang pinggul dan punggung, memungkinkan kemampuannya untuk mendiagnosis osteoporosis.^[5]

1. ^ Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
2. ^ F. A. Danevich; et al. (2001). "Quest for double beta decay of ¹⁶⁰Gd and Ce isotopes". Nuclear Physics A. 694 (1–2): 375–391. arXiv:nucl-ex/0011020 . Bibcode:2001NuPhA.694..375D. doi:10.1016/S0375-9474(01)00983-6. 
3. ^ Council, National Research; Sciences, Division on Engineering Physical; Board, Aeronautics Space Engineering; Board, Space Studies; Committee, Radioisotope Power Systems (2009). Radioisotope Power Systems: An Imperative for Maintaining U.S. Leadership in Space Exploration. CiteSeerX 10.1.1.367.4042 . doi:10.17226/12653. ISBN 978-0-309-13857-4. 
4. ^ "PNNL: Isotope Sciences Program – Gadolinium-153". pnl.gov. Diarsipkan dari versi asli tanggal 27 Mei 2009.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
5. ^ "Gadolinium". BCIT Chemistry Resource Center. British Columbia Institute of Technology. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2011-08-23. Diakses tanggal 10 Juli 2022.