Kohlenstoff-Isotope

Liste und Eigenschaften aller bekannten natürlichen und künstlichen Nuklide sowie radioaktive Zerfallsprodukte.




Allgemeines

Kohlenstoff

 

Vom Element Kohlenstoff sind 15 Isotope bekannt - 2 davon sind stabil (12C, 13C), die anderen treten als instabile natürliche Zerfallsprodukte (14C) auf bzw. wurden künstlich erzeugt.

Natürlicher Kohlenstoff ist damit ein Isotopengemisch aus C-12 und C-13 sowie Spuren von C-14:

 

Natürliches Kohlenstoff
Isotopengemisch:
C-Isotop 12CC-Isotop 13CC-Isotop 14C
Atommasse [u]:12,011
12,0096 bis 12,0116
exakt 12,0000013,003354835(2)14,00324198842(403)
Anteile:100 %~ 98,94 %~ 1,06 %Spuren
Schwankung:98,84 - 99,04 %0,96 - 1,16 % < 10-12 %

 

Kohlenstoff-11

Das Kohlenstoffisotop C-11 findet als Radioisotop Anwendung in der Positronen-Emissions-Tomographie: [11C]DASB und andere.

 

Isotopentabelle: Kohlenstoff

Isotop Z A N Name Nuklidmasse Zerfall (radioaktiver Zerfall) Spin μ AE Mehr A-Nuk
Nu Isotopenmasse Halbwertszeit Zerfallsart Anteil Energie I (h/2π) Info
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
8C682Kohlenstoff-88,037662561(24764)2,86 x 10-21 s2p zu 6Be
α ?
2,141 MeV0+AL
9C693Kohlenstoff-99,031035568(2293)126,5(9) msβ+ zu 9Be
β+, p zu 8Be
β+, α zu 5Li
(3/2-)- 1,3914(5)AL
10C6104Kohlenstoff-1010,016853230(432)19,290(12) sε zu 10B3,648 MeV0+AL
11C6115Kohlenstoff-1111,011433611(1020)20,364(14) minε zu 11B1,982 MeV3/2-- 0,964(1)AL
12C6126Kohlenstoff-1212,00000000000stabil0+AL 12B
12N
13C6137Kohlenstoff-1313,003354835(2)stabil1/2-+ 0,7024118(14)AL 13B
13N
14C6148Kohlenstoff-1414,00324198842(403)5700(30) aβ- zu 14N100 %0,156475(4)0+AL 14B
15C6159Kohlenstoff-1515,010599256(858)2,449(5) sβ- zu 15N100 %9,7717(8) MeV1/2+1,32(7)AL
16C61610Kohlenstoff-1616,014701252(3840)0,747(8) sβ- zu 16N
β-, n zu 15N
0+AL
17C61711Kohlenstoff-1717,022579037(18641)193(13) msβ- zu 17N
β-, n zu 16N
0,758AL
18C61812Kohlenstoff-1818,026752275(32206)92(2) msβ- zu 18N
β-, n zu 17N
(0+)AL
19C61913Kohlenstoff-19[19]- ungelistet -AL
20C62014Kohlenstoff-2020,040319754(256749)14(+6-5) msβ- zu 20N
β-, n zu 19N
AL
21C62115Kohlenstoff-21[21]- ungelistet -AL
22C62216Kohlenstoff-2222,055970(540)6,1(+14-12) msβ- zu 22N
β-, n zu 21N
β-, 2n zu 20N
0+AL

 

Erläuterungen zu den einzelnen Spalten:

1 - Symbol mit Nukleonenzahl.
2 - Z = Anzahl der Protonen (Ordnungszahl).
3 - Massenzahl A.
4 - N = Anzahl der Neutronen.
5 - Bezeichnung des Kohlenstoff-Isotops.
6 - Relative Nuklidmasse bzw. Atomgewicht des Kohlenstoff-Nuklids bezogen auf 12C = 12,00000 [2].
7 - Zerfall: Halbwertszeiten des Kohlenstoff-Isotops mit a = Jahre; ; d = Tage; h = Stunden; min = Minuten; s = Sekunden.
8 - Zerfall: Zerfallsart in die jeweiligen Tochternuklide mit n = Neutronenemission; p = Protonenemission; α = Alpha-Zerfall; ß- = Beta-Minus-Zerfall unter Elektronenemission; EE = Elektroneneinfang; ß+ = Positronenemission; ε = ß+ und/oder EE; Iso = Isomerieübergang; CZ = Cluster-Zerfall; SZ = Spontanzerfall.
9 - Zerfall: Zerfallsart in Prozent (%).
10 - Zerfall: Zerfallsenergie; Partikelenergie bezogen auf Zerfallsart.
11 - Kernspin I, Einheit: h/2π.
12 - Kernmagnetisches Moment μmag.
13 - AE = Anregungsenergie für metastabile Kerne.
14 - Sonstige Informationen und Hinweise: AL = Weitere Niveaus, so genannte Adopted Levels (Verlinkung auf externe Daten [1]).
15 - Ausgangsnuklide: Mögliche, angenommene oder tatsächliche Ausgangs-Nuklide (Mutternuklide, Elternnuklide). Die entsprechenden Zerfalls-Modi sind gegebenenfalls bei den jeweiligen Ausgangsnukliden zu finden.

Sonstige:

()- Eingeklammerte Ziffern: Unsicherheit zur Darstellung der Streubreite des angegebenen Wertes.
~ - Theoretische Werte oder systematische Trends.
  - ungelistet-: Nuklide, die in der Literatur bereits erwänhnt wurden, aber aus irgendwelchen Gründen in den aktuellen Nuklidtabellen nicht mehr zu finden sind, weil sich deren Entdeckung z. B. nicht bestätigt hat.

 

NMR-aktive Kohlenstoff-Nuklide

Nuklid Natürlicher Spin Kernmagnetisches Gyromagnetisches Quadrupol Resonanz- Relative Empfindlichkeit Anmerkung
Symbol Anteil Moment Verhältnis Moment frequenz bezogen auf 1H = 1,000
in % I μ/μN 107 rad T-1 s-1 Q fm-2 v0 bei 1 T H0 = const. v0 = const.
13C1,06 %1/2-+ 0,7024118(14)6,728310,70840,015910,2515

 

Strahlenschutz

Für den Umgang mit den Radionukliden des Kohlenstoffs gelten gemäß Strahlenschutzverordnung (StrlSchV 2001) folgende Werte (Spalten 1 bis 7):

Symbol Nuklid Freigrenze HRQ-Schwelle OFK Tochternuklide Radiotoxizitätsklasse Halbwertszeit Biologische Kritische
Aktivität Spezifische
Aktivität
im Gleichgewicht lt. StrlSchV Halbwertszeit Organe
11CC-11106 Bq10 Bq/g20,4 Minuten
14CC-14107 Bq104 Bq/g4 × 1011 Bq102 Bq/cm25700 Jahre

([[HRQ]] = Hochradioaktive Quellen; OFK = Oberflächenkontamination)

 

Kernisobare Nuklide des Kohlenstoffs

Zu den Kohlenstoffkernen [[isobare]] Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; Z = Ordnungszahl; A = Nukleonenzahl (Massenzahl).

 

Z:234567891011121314
AHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSi
88He8Li8Be8B8C
99He9Li9Be9B9C
1010He10Li10Be10B10C10N
1111Li11Be11B11C11N
1212Li12Be12B12C12N12O
1313Be13B13C13N13O
1414Be14B14C14N14O14F
1515Be15B15C15N15O15F
1616Be16B16C16N16O16F16Ne
1717B17C17N17O17F17Ne
1818B18C18N18O18F18Ne18Na
1919B19C19N19O19F19Ne19Na19Mg
2020C20N20O20F20Ne20Na20Mg
2121C21N21O21F21Ne21Na21Mg21Al
2222C22N22O22F22Ne22Na22Mg22Al22Si

 

Kernisotone Nuklide des Kohlenstoffs

Zu den Kohlenstoff-Kernen [[isotone]] Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; N = Anzahl der Neutronen.

Z:12345678910111213141516171819202122
NHHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTi
23H4He5Li6Be7B8C
34H5He6Li7Be8B9C10N
45H6He7Li8Be9B10C11N12O
56H7He8Li9Be10B11C12N13O14F
68He9Li10Be11B12C13N14O15F16Ne
79He10Li11Be12B13C14N15O16F17Ne18Na19Mg
810He11Li12Be13B14C15N16O17F18Ne19Na20Mg21Al22Si
912Li13Be14B15C16N17O18F19Ne20Na21Mg22Al23Si24P
1014Be15B16C17N18O19F20Ne21Na22Mg23Al24Si25P26S
1115Be16B17C18N19O20F21Ne22Na23Mg24Al25Si26P27S28Cl
1216Be17B18C19N20O21F22Ne23Na24Mg25Al26Si27P28S29Cl30Ar
1318B19C20N21O22F23Ne24Na25Mg26Al27Si28P29S30Cl31Ar32K
1419B20C21N22O23F24Ne25Na26Mg27Al28Si29P30S31Cl32Ar33K34Ca
1521C22N23O24F25Ne26Na27Mg28Al29Si30P31S32Cl33Ar34K35Ca36Sc
1622C23N24O25F26Ne27Na28Mg29Al30Si31P32S33Cl34Ar35K36Ca37Sc38Ti

 

Quellen und Hinweise

Eigenschaften der Kohlenstoff-Isotope

[1] - NuDat: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, based on ENSDF and the Nuclear Wallet Cards.

[2] - G. Audi et. al.: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics, 2003, DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.

 

Kohlenstoff NMR Eigenschaften: 13C-NMR

[3] - N. J. Stone: Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments. Atomic Data and Nuclear Data Tables, 2005, DOI 10.1016/j.adt.2005.04.001].

[4] - Pekka Pyykkö: Year-2008 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, 2008, DOI 10.1080/00268970802018367.

 

Isotopenhäufigkeiten, Atommassen und Isotopenmassen:

Siehe unter dem jeweiligen Stichwort.

 

Spezielles:

[5] - Hoyle-Zustand von Kohlenstoff-12.
Forscherteam entdeckt die Struktur des so genannten Hoyle-Zustands. Artikel, Internetchemie, (2012).


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 02. Januar 2017.







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