錫的同位素

主要的錫同位素
標準原子質量（英语：Standard atomic weight） (Ar, 標準)	118.710(7);
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錫（Sn，原子量：118.710(7)）共有71個同位素^[2]，由於錫的質子數為幻數50，因此錫的同位素相較於鄰近的核素都有較穩定的趨勢，例如錫有10個穩定同位素（3個觀測上穩定），是所有化學元素中穩定同位素最多的元素。錫的同位素包括兩種雙幻核：錫-100 （100
Sn
），發現於1994年、^[3]與錫-132 （132
Sn
）。

穩定的錫同位素

根據核殼層模型，錫的質子排佈為：1s²1p⁶1d¹⁰1f¹⁴1g¹⁰2s²2p⁶ ，正好填滿核殼層的第四個能階群（幻數50^[4]^[5]^[6]^[7]^[8]），因此錫相較於鄰近的同位素有較高的穩定性，且錫擁有的穩定同位素數是所有化學元素中，最多的一個。

天然存在的錫元素中含有11種同位素，主要由錫-120（120
Sn
）豐度最高，佔32.5%，約達三分之一、錫-118（118
Sn
）豐度其次，佔24.2%構成，其餘包括錫-116（116
Sn
），豐度佔約14.5%、錫-119（119
Sn
）豐度佔約8.59%、錫-117（117
Sn
）豐度佔約7.68%、錫-124（124
Sn
），豐度佔約5.79%、錫-122（122
Sn
），豐度佔約4.63%，剩下的都是含量低於1%的微量元素，他們包括： 112
Sn
（0.97%）、 114
Sn
（0.66%）、 115
Sn
（0.34%）以及痕量的126
Sn
，其中有7個穩定同位素、3個觀測上穩定的同位素和一個長壽命放射性元素^[9]^[10]^[11]。

錫共有3個觀測上穩定的同位素，即理論上會衰變或已知放射性但半衰期只有下限，且目前尚未觀測到其衰變的現象，包括112
Sn
，應該會經由雙電子捕獲（β⁺β⁺）衰變成鎘-112（112
Cd
）、122
Sn
，應該會經由雙β衰變（β⁻β⁻）衰變成碲-122（122
Te
），以及124
Sn
，應該會經由雙β衰變（β⁻β⁻）衰變成碲-124（124
Te
），半衰期下限在100×10¹⁵年^[9]^[10]^[11]。

錫三種常見的同位素116
Sn
、118
Sn
和120
Sn
，是最簡單檢測並用NMR光譜進行分析的元素，其化學位移參考SnMe₄^[12]。

錫-121m1

**中等寿命裂变产物**
项：单位：	t^½ a	产额 %	Q* KeV	βγ *
¹⁵⁵Eu	4.76	.0803	252	βγ
⁸⁵Kr	10.76	.2180	687	βγ
^113mCd	14.1	.0008	316	β
⁹⁰Sr	28.9	4.505	2826	β
¹³⁷Cs	30.23	6.337	1176	βγ
^121mSn	43.9	.00005	390	βγ
¹⁵¹Sm	90	.5314	77	β

錫-121m1（121m1
Sn
）是錫的一種放射性同位素，也是中等壽命裂變產物之一^[13]^[14]，為錫-121（121
Sn
）的核同質異能素之一，激發能量約為6.30 keV，半衰期有43.9年^[2]，比基態的121
Sn
擁有較高的穩定性，基態的121
Sn
半衰期只有約27小時。

在一般的熱中子反應堆，121m1
Sn
有非常低的裂變產率，因此，這種同位素並不是一個顯著的核廢料貢獻者，也就是說，它只占核廢料的極小部分。快速裂變或一些更重的錒系元素裂變會產生較高產量的121m1
Sn
，例如在鈾-235的熱中子裂變中，每次裂變的121m1
Sn
產率是0.0007%，在快速裂變中，每次裂變的產率是0.002%^[15]。

除了121m1
Sn
之外還有兩種核同質異能素，但他們的壽命都非常短，121m2
Sn
和121m3
Sn
的半衰期都以微秒計。

錫-126

**长寿命裂变产物**
项：单位：	t^½ Ma	产额 %	Q* KeV	βγ *
⁹⁹Tc	0.211	6.1385	294	β
¹²⁶Sn	0.230	0.1084	4050	βγ
⁷⁹Se	0.295	0.0447	151	β
¹³⁵Cs	1.33	6.9110	269	β
⁹³Zr	1.53	5.4575	91	βγ
¹⁰⁷Pd	6.5	1.2499	33	β
¹²⁹I	15.7	0.8410	194	βγ

每次裂變的產率（英语：Fission product yield）（%）^[15]
	熱中子	快中子	14 MeV
232 Th	不發生裂變	0.0481 ± 0.0077	0.87 ± 0.20
233 U	0.224 ± 0.018	0.278 ± 0.022	1.92 ± 0.31
235 U	0.056 ± 0.004	0.0137 ± 0.001	1.70 ± 0.14
238 U	不發生裂變	0.054 ± 0.004	1.31 ± 0.21
239 Pu	0.199 ± 0.016	0.26 ± 0.02	2.02 ± 0.22
241 Pu （英语：Plutonium-241）	0.082 ± 0.019	0.22 ± 0.03	無數據

錫-126（126
Sn
）是錫的放射性同位素中，半衰期最長的同位素，其半衰期長達二十三萬年，並經由貝他衰變，衰變成短壽命的銻-126的同質異能素：126m1
Sb
與126m2
Sb
，且該衰變產物會經由核異構轉變衰變成126
Sb
，也就是說核子會從激發態的126m1
Sb
躍遷回126
Sb
，但在這個過程中會放出高能量的γ射綫光子，使得使得外部接觸到錫-126成為一大隱患。

錫-126是七種長壽命裂變產物之一，是其中質量在中等的產物之一。在目前幾乎所有的核電站使用的熱中子反應堆中，他有非常低的產額，從鈾-235產額約為0.056%，因為慢中子幾乎總是使鈾-235或鈽-239裂變成半不等。而在快速裂變、核武器或一些更重的錒系元素裂變如鉲，就會有較高的產額^[16]。

錫-126衰變能較大，而且是七種長壽裂變產物中唯一能釋放高能γ射綫的核素。但是這種核素產額很低。如果反應堆以鈾-235為燃料，在乏燃料中，每單位時間錫-126釋放出的能量是鍀-99的5%；如果反應堆以鈾-235（65%）和鈈-239（35%）為燃料，在乏燃料中，每單位時間錫-126釋放出的能量是鍀-99的20%。錫化學性質比較惰性，不易在環境中遷移，因此對人類健康影響不大。

圖表

符號	Z	N	同位素質量（u）^[17]^[18] ^{[n 1]}^{[n 2]}	半衰期 ^{[n 1]}^{[n 2]}	衰變方式^[2]	衰變產物 ^{[n 3]}	原子核自旋^{[n 1]}	相對豐度（莫耳分率）^{[n 2]}	相對豐度的變化量（莫耳分率）
符號	激發能量^{[n 1]}^{[n 2]}			半衰期 ^{[n 1]}^{[n 2]}	衰變方式^[2]	衰變產物 ^{[n 3]}	原子核自旋^{[n 1]}	相對豐度（莫耳分率）^{[n 2]}	相對豐度的變化量（莫耳分率）
⁹⁹Sn^{[n 4]}	50	49	98.94933(64)#	5# ms			9/2+#
¹⁰⁰Sn	50	50	99.93904(76)	1.1(4) s [0.94(+54-27) s]	β⁺ (83%)	¹⁰⁰In	0+
¹⁰⁰Sn	50	50	99.93904(76)	1.1(4) s [0.94(+54-27) s]	β⁺, p (17%)	⁹⁹Cd	0+
¹⁰¹Sn	50	51	100.93606(32)#	3(1) s	β⁺	¹⁰¹In	5/2+#
¹⁰¹Sn	50	51	100.93606(32)#	3(1) s	β⁺, p （不常見）	¹⁰⁰Cd	5/2+#
¹⁰²Sn	50	52	101.93030(14)	4.5(7) s	β⁺	¹⁰²In	0+
¹⁰²Sn	50	52	101.93030(14)	4.5(7) s	β⁺, p （不常見）	¹⁰¹Cd	0+
^102mSn	2017(2) keV			720(220) ns			(6+)
¹⁰³Sn	50	53	102.92810(32)#	7.0(6) s	β⁺	¹⁰³In	5/2+#
¹⁰³Sn	50	53	102.92810(32)#	7.0(6) s	β⁺, p （不常見）	¹⁰²Cd	5/2+#
¹⁰⁴Sn	50	54	103.92314(11)	20.8(5) s	β⁺	¹⁰⁴In	0+
¹⁰⁵Sn	50	55	104.92135(9)	34(1) s	β⁺	¹⁰⁵In	(5/2+)
¹⁰⁵Sn	50	55	104.92135(9)	34(1) s	β⁺, p （不常見）	¹⁰⁴Cd	(5/2+)
¹⁰⁶Sn	50	56	105.91688(5)	115(5) s	β⁺	¹⁰⁶In	0+
¹⁰⁷Sn	50	57	106.91564(9)	2.90(5) min	β⁺	¹⁰⁷In	(5/2+)
¹⁰⁸Sn	50	58	107.911925(21)	10.30(8) min	β⁺	¹⁰⁸In	0+
¹⁰⁹Sn	50	59	108.911283(11)	18.0(2) min	β⁺	¹⁰⁹In	5/2(+)
¹¹⁰Sn	50	60	109.907843(15)	4.11(10) h	ε	¹¹⁰In	0+
¹¹¹Sn	50	61	110.907734(7)	35.3(6) min	β⁺	¹¹¹In	7/2+
^111mSn	254.72(8) keV			12.5(10) µs			1/2+
¹¹²Sn	50	62	111.904818(5)	觀測上穩定^{[n 5]}			0+	0.0097(1)
¹¹³Sn	50	63	112.905171(4)	115.09(3) d	β⁺	¹¹³In	1/2+
^113mSn	77.386(19) keV			21.4(4) min	IT (91.1%)	¹¹³Sn	7/2+
^113mSn	77.386(19) keV			21.4(4) min	β⁺ (8.9%)	¹¹³In	7/2+
¹¹⁴Sn	50	64	113.902779(3)	稳定			0+	0.0066(1)
^114mSn	3087.37(7) keV			733(14) ns			7-
¹¹⁵Sn	50	65	114.903342(3)	稳定			1/2+	0.0034(1)
^115m1Sn	612.81(4) keV			3.26(8) µs			7/2+
^115m2Sn	713.64(12) keV			159(1) µs			11/2-
¹¹⁶Sn	50	66	115.901741(3)	稳定			0+	0.1454(9)
¹¹⁷Sn	50	67	116.902952(3)	稳定			1/2+	0.0768(7)
^117m1Sn	314.58(4) keV			13.76(4) d	IT	¹¹⁷Sn	11/2-
^117m2Sn	2406.4(4) keV			1.75(7) µs			(19/2+)
118 Sn	50	68	117.901603(3)	稳定			0+	0.2422(9)
¹¹⁹Sn	50	69	118.903308(3)	稳定			1/2+	0.0859(4)
^119m1Sn	89.531(13) keV			293.1(7) d	IT	¹¹⁹Sn	11/2-
^119m2Sn	2127.0(10) keV			9.6(12) µs			(19/2+)
¹²⁰Sn	50	70	119.9021947(27)	稳定			0+	0.3258(9)
^120m1Sn	2481.63(6) keV			11.8(5) µs			(7-)
^120m2Sn	2902.22(22) keV			6.26(11) µs			(10+)#
¹²¹Sn^{[n 6]}	50	71	120.9042355(27)	27.03(4) h	β⁻	¹²¹Sb	3/2+
^121m1Sn	6.30(6) keV			43.9(5) y	IT (77.6%)	¹²¹Sn	11/2-
^121m1Sn	6.30(6) keV			43.9(5) y	β⁻ (22.4%)	¹²¹Sb	11/2-
^121m2Sn	1998.8(9) keV			5.3(5) µs			(19/2+)#
^121m3Sn	2834.6(18) keV			0.167(25) µs			(27/2-)
¹²²Sn^{[n 6]}	50	72	121.9034390(29)	觀測上穩定^{[n 7]}			0+	0.0463(3)
¹²³Sn^{[n 6]}	50	73	122.9057208(29)	129.2(4) d	β⁻	¹²³Sb	11/2-
^123m1Sn	24.6(4) keV			40.06(1) min	β⁻	¹²³Sb	3/2+
^123m2Sn	1945.0(10) keV			7.4(26) µs			(19/2+)
^123m3Sn	2153.0(12) keV			6 µs			(23/2+)
^123m4Sn	2713.0(14) keV			34 µs			(27/2-)
¹²⁴Sn^{[n 6]}	50	74	123.9052739(15)	觀測上穩定^{[n 8]}			0+	0.0579(5)
^124m1Sn	2204.622(23) keV			0.27(6) µs			5-
^124m2Sn	2325.01(4) keV			3.1(5) µs			7-
^124m3Sn	2656.6(5) keV			45(5) µs			(10+)#
¹²⁵Sn^{[n 6]}	50	75	124.9077841(16)	9.64(3) d	β⁻	¹²⁵Sb	11/2-
^125mSn	27.50(14) keV			9.52(5) min			3/2+
¹²⁶Sn^{[n 9]}	50	76	125.907653(11)	2.30(14)×10⁵ y	β⁻ (66.5%)	^126m2Sb	0+	痕量
¹²⁶Sn^{[n 9]}	50	76	125.907653(11)	2.30(14)×10⁵ y	β⁻ (33.5%)	^126m1Sb	0+	痕量
^126m1Sn	2218.99(8) keV			6.6(14) µs			7-
^126m2Sn	2564.5(5) keV			7.7(5) µs			(10+)#
¹²⁷Sn	50	77	126.910360(26)	2.10(4) h	β⁻	¹²⁷Sb	(11/2-)
^127mSn	4.7(3) keV			4.13(3) min	β⁻	¹²⁷Sb	(3/2+)
¹²⁸Sn	50	78	127.910537(29)	59.07(14) min	β⁻	¹²⁸Sb	0+
^128mSn	2091.50(11) keV			6.5(5) s	IT	¹²⁸Sn	(7-)
¹²⁹Sn	50	79	128.91348(3)	2.23(4) min	β⁻	¹²⁹Sb	(3/2+)#
^129mSn	35.2(3) keV			6.9(1) min	β⁻ (99.99%)	¹²⁹Sb	(11/2-)#
^129mSn	35.2(3) keV			6.9(1) min	IT (.002%)	¹²⁹Sn	(11/2-)#
¹³⁰Sn	50	80	129.913967(11)	3.72(7) min	β⁻	¹³⁰Sb	0+
^130m1Sn	1946.88(10) keV			1.7(1) min	β⁻	¹³⁰Sb	(7-)#
^130m2Sn	2434.79(12) keV			1.61(15) µs			(10+)
¹³¹Sn	50	81	130.917000(23)	56.0(5) s	β⁻	¹³¹Sb	(3/2+)
^131m1Sn	80(30)# keV			58.4(5) s	β⁻ (99.99%)	¹³¹Sb	(11/2-)
^131m1Sn	80(30)# keV			58.4(5) s	IT (.0004%)	¹³¹Sn	(11/2-)
^131m2Sn	4846.7(9) keV			300(20) ns			(19/2- to 23/2-)
¹³²Sn	50	82	131.917816(15)	39.7(8) s	β⁻	¹³²Sb	0+
¹³³Sn	50	83	132.92383(4)	1.45(3) s	β⁻ (99.97%)	¹³³Sb	(7/2-)#
¹³³Sn	50	83	132.92383(4)	1.45(3) s	β⁻, n (.0294%)	¹³²Sb	(7/2-)#
¹³⁴Sn	50	84	133.92829(11)	1.050(11) s	β⁻ (83%)	¹³⁴Sb	0+
¹³⁴Sn	50	84	133.92829(11)	1.050(11) s	β⁻, n (17%)	¹³³Sb	0+
¹³⁵Sn	50	85	134.93473(43)#	530(20) ms	β⁻	¹³⁵Sb	(7/2-)
¹³⁵Sn	50	85	134.93473(43)#	530(20) ms	β⁻, n	¹³⁴Sb	(7/2-)
¹³⁶Sn	50	86	135.93934(54)#	0.25(3) s	β⁻	¹³⁶Sb	0+
¹³⁶Sn	50	86	135.93934(54)#	0.25(3) s	β⁻, n	¹³⁵Sb	0+
¹³⁷Sn	50	87	136.94599(64)#	190(60) ms	β⁻	¹³⁷Sb	5/2-#

^ ^1.0 ^1.1 ^1.2 ^1.3 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
^ ^2.0 ^2.1 ^2.2 ^2.3 用括號括起來的數據代表不確定性。
^ 穩定的衰變產物以粗體表示。
^ 目前已知最重的質子比中子多的核素
^ 理論上會經由雙電子捕獲（β⁺β⁺）衰變成鎘-112（112
Cd
）
^ ^6.0 ^6.1 ^6.2 ^6.3 ^6.4 核裂变产物
^ 理論上會經由雙β衰變（β⁻β⁻）衰變成碲-122（122
Te
）
^ 理論上會經由雙β衰變（β⁻β⁻）衰變成碲-124（124
Te
），半衰期下限在100×10¹⁵年
^ 長壽命裂變產物

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參見

参考文獻

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[hash-19] 1.0 ^1.1 ^1.2 ^1.3 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。

[brackets-20] 2.0 ^2.1 ^2.2 ^2.3 用括號括起來的數據代表不確定性。

[21] 穩定的衰變產物以粗體表示。

[22] 目前已知最重的質子比中子多的核素

[23] 理論上會經由雙電子捕獲（β⁺β⁺）衰變成鎘-112（112
Cd
）

[FP-24] 6.0 ^6.1 ^6.2 ^6.3 ^6.4 核裂变产物

[25] 理論上會經由雙β衰變（β⁻β⁻）衰變成碲-122（122
Te
）

[26] 理論上會經由雙β衰變（β⁻β⁻）衰變成碲-124（124
Te
），半衰期下限在100×10¹⁵年

[27] 長壽命裂變產物

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