방사성동위원소 주요핵종 정보정리

방사선, 원자력 쪽 일을 하다보면 많이보이는

핵종들이 있다.

이 핵종들은 따로 정리를 하면 꽤나 많이 도움이 된다.

블로그가 서툴러서 윗첨자, 아랫첨자 표현을 못하는 중인데, 나중에 배워서 보완하도록 하겠다..!!

 

(이 글은 계속 공부하면서 보완해 나갈 예정이므로, 잘못된 정보가 있으면 많은 지적을 부탁드립니다.)

 

 

●알파선원

핵종	반감기	결정장기	특징, 사용예시
210Po	138.4일	뼈, 간장,비장	알파선(5.304 MeV), 감마선 (803 KeV)방출, 형광 X선 분석, 정전제거용 장치, 해양 혹은 강이나 호수의 퇴적속도 추정, 알파선 표준선원. 채드윅은 210Po에서 나오는 알파선을 Be에 조사하여 중성자를 발견함
226Ra	1600년	뼈, 허파	알파선 (4.785 MeV, 94 %), 감마선 (0.186 MeV 3.3 %), 진공도 측정기, 방전부정 제거장치, 중성자 선원, 감마선 표준선원, 자핵종이 먼지처럼 폐에 침착하기 때문에 내부피폭, 공기오염유발 226Ra 선원은 He가스 및 Rn 가스 발생, 선원에 함유된 수분의 분해로 수소 및 산소가 발생하여 내부압력 증가 등으로 누설될 수 있으므로, 취급시 주의하여야 한다.
232Th	1.405 x10^10년		알파선 (4,010 KeV) 감마선 (59 KeV), 핵원료성 물질, 전등, 용접봉등 첨가제 (발광효율, 녹는점을 높임)
235U	7.04 X10^8		알파선( 4,400 KeV), 감마선(186 KeV) 원자로 핵연료, 방사선차폐용기, 핵무기, 항공기 무게중심용 물질
238U	4.47 x 10^9년	신장	알파선 (4,196 KeV), 감마선 (15 KeV) 원자로 핵연료, 감손우라늄은 무기제작이나 방사선조사기의 차폐용기 등 제작에 이용
238Pu	87.7년		감마선과 알파입자 방출, 우주선 전원공급
239Pu	2.41x10^4 년		알파선 (5,156 KeV), 감마선 (16 KeV) 원자폭탄, 우주선의 반영구 동력원
241Am	432.7년		알파선 (5,486 KeV), 감마선 (60 KeV) 감마선과 알파입자 방출, 연기탐지기 이용, 페인트의 납성분 합량, 두께 측정, 유전탐사 시추공 위치 결정, 알파선원, Am-Be 중성자 선원, 수분계, 저에너지 감마선원, 형광 X선 분석장치, 유황계, 골성분 분석장치
244Cm	18.1년		베타선, X선, 감마선과 알파입자방출, 방사성 폐기물 처리처분에서 중요시, 플루토늄 생성, 대량의 열발생, 라듐 생성, 매우 위험, 페이스메이커나 항해용 부이의 전원, 우주계획용의 전원으로 이용 X선 방출 교정용 선원으로 이용. 감마선 방출이 쌔다
252Cf	2.65년		중성자, 알파선, 감마선 방출수분감지기, 교정용 중성자계측기 선원 (97 % 알파붕괴, 3 % 자발적 핵분열), 반감기가 2.52년이라 장기간 사용하기에 곤란함

 

●베타선원

핵종	반감기 /유효반감기	결정장기	특징, 사용예시
3H	12.3년	뼈를제외한 전신	저에너지 베타선원(6 KeV) 생의학, 신진대사연구, 야광, 비상등, 게이지, 수문학, 원자력 발전소 오염관리 대상. 반도범위가 크다. 수분과 친화력이 커서 뼈를 제외한 전신이 결정장기( 체내피폭시 위험), 액체 섬광계수기로 측정. 우주방사선이 공기 중의 질소와 반응하여 발생하거나 핵실험 중수소 반응 등으로 생성. 핵융합연료, 중수로에서 많이 생성 삼중핵분열,10B 반응, 6Li반응,
13N			베타+방출선원
14C	5730년		저에너지 베타선원 (49 KeV), 외부피폭 우려가 적음. 방사성 탄소 연대측정법은 탄소-14의 남은 양으로 연대를 측정하는 방식 우주선, 핵실험에 의해서 생성됨, 생명공학 신약 연구분야에서 신진대사를 조사하는 연구의 추적자로 이용
15O			베타+방출선원
18F			베타+방출선원, 감마선원 주로 (511KeV) 방사성의약품, 사이클로트론에서 핵반응에 의해 생성, 양전자 방출, PET에 사용, 정맥주사, 포도당과 합성하여 사용, 18O water를 타겟 물질로 이용할 경우, 생성과정에서 삼중수소가 발생한다.
24Na	15시간		베타입자 (1.39 MeV), 감마선(1.369MeV, 2.75 MeV) 방출, 표지화합물, 원자로에서 생산, 핵의학분야의 진단목적 , 방사성의약품, 정맥주사
30P			최초의 인공 방사성 핵종(1930 퀴리부부에 의해 만들어짐)
32P	14.3일	뼈	(평균694 KeV, 최대 1720 KeV) DNA, RNA 서열연구, 생명공학연구에서 널리이용,추적자, 제염할 때는 플라스틱 신발, 글러브 및 앞치마, 안면 방호구, 흡수제 이용
33P	25.6일		저에너지 베타선(평균 83 KeV, 최대 249 KeV)저에너지 베타, 우주선 원자로에서 생성, DNA, RNA 서열연구, 생명공학연구에서 널리이용,추적자
35S	87.5일		저에너지β선(최대: 168 keV, 평균: 49 keV), 아미노산의 흡수 및 대사연구, 유전자 염기서열 분석등에 이용, 추적자, 후드이용
40K	1.3 x 10^10 년		베타붕괴(89 %), EC (11 %) 존재비율: 0.0118 % 결번핵종, 계열을 이루지 않는 방사성 핵종
42K	12.4시간		(3.52 MeV) 밀킹에 의해 생성, 핵의학 진단용 (나트륨 분포, 뇌종양 위치추적, 정맥주사)
45Ca		뼈
63Ni	100.1 년	허파	(66 KeV)가스크로마토그래피의 ECD(전자포획검출기)에 사용, 유기화합물 분석, 잔류농약검사 등에 사용 방출되는 베타선의 최대에너지 약 0.066 MeV, 중성자 포획반응으로 생성, 뫼스하우어 장비에 사용
85Kr	10.7 년		( 687 KeV) 사용후 핵연료의 재처리과정에서 추출, 자연상태에서 거의 존재하지 않음 (핵재처리 작업여부 확인가능), 박판이나 종이의 두께 측정계, 기밀성을 조사하는 누설검출기용의 검출용 가스
90Sr	29.1년 (18년)	뼈	고에너지베타선(평균 1.4 MeV, 최대 2.28 MeV) 핵분열생성물, 핵실험에 의해 생성, 제품의 두께 측정 게이지,
90Y	2.7일		종양에 대한 방사성의약품 치료에 사용, 방사면역치료제 (제바린)
99Mo	66시간		베타입자(133 KeV, 0.442 KeV), 감마선 (739 KeV) 방출, 의료진단 및 촬영, 심장질환 및 암치료에 사용되는 99mTc의 생산을 위한 모핵종으로 사용
106Ru	372.6일		베타입자 (39 KeV, 3.5 MeV) 감마선 (512 KeV) 방출, 핵분열 생성물 개봉선원 상태에서는 연구용 목적 방사성 추적자, 눈의 종양을 밀봉선원형태로 치료
131I	8일	갑상선	베타입자 (606 KeV), 감마선 (365 KeV) 갑상선치료 및 진단 표면오염이 크다. 붕괴당 평균에너지에 고려하지 않는다. 승화성존재
133Xe	5.2일 (5시간)		감마선(0.42 MeV)과 베타입자 방출, 불활성기체, 기체상태로 상온에서 존재, 용광로 내 가스 통과 시간 측정, 폐기능검사, 혈류량 측정, 방사성 의약품, 원자력발전소에서 발생, 반감기가 짧아서 핵실험의 증거로 사용
134Ni
137Cs	30.2년(90일)	근육, 전신	(662 KeV)베타입자와 감마선 방출붕괴당 0.85개 감마선 방출, 반감기가 길고 위험, 핵분열 생성물에서 분리하여 생산. 두께 측정 게이지, 토질의 밀도 측정, 표준선원, 원자력 발전시설에서의 대형 사고 시 식품오염 여부 겸사의 지표로 사용
147Pm	2.62년		(225 KeV) 재지, 필름 두께 측정
152Eu	13.5년		베타입자(699 KeV), 감마선 (344 KeV, 1.4 MeV) 방출 표준선원(밀봉선원), 분자생물학, 생화학 연구용 (개봉선원)
153Sm	1.95일		(최대 0.808 MeV, 평균 0.23 MeV) 핵의학분야진단, 치료 (골전이암 통증완화) 방사선 의약품
165Dy	2.33 시간		(1.28 MeV) 류마티스 관절염 치료, 방사성 의약품
188Re	17시간		(최대 2.12 MeV, 평균 0.77 MeV) 핵의학분야 진단, 뼈전이통증치료
192Ir	74일		베타입자(672 KeV), 감마선 (317 KeV, 468 KeV, 604 KeV), 방사선비파괴검사 목적으로 국내에서 가장 많이 사용됨. 의료기관에서 근접 치료용 선원으로 일부 사용
204Tl	3.8년		고에너지 베타입자(763 KeV), 감마선 (69 KeV), 표준선원, 방사성추적자, NaI (Tl)의 Activator로 이용
244Cm	18.1년		베타선, X선, 감마선과 알파입자방출, 방사성 폐기물 처리처분에서 중요시, 플루토늄 생성, 대량의 열발생, 라듐 생성, 매우 위험, 페이스메이커나 항해용 부이의 전원, 우주계획용의 전원으로 이용 X선 방출 교정용 선원으로 이용

 

●감마선원

핵종	반감기	결정장기	특징, 사용예시
11C	20.4분		(511 KeV) 방사성의약품, 사이클로트론에서 핵반응에 의해 생성, 양전자방출 PET에 사용(잘안씀),의료용 체내진단에 사용
13N			베타붕괴를하며, 6.13 MeV의 고에너지 감마선 방출, 가동중 원자로 주변에서 문제 반감기가 짧기 때문에 지연코일을 활용하여 피폭을 줄임, 췌장기능 진단
18F	1.83시간		베타+방출선원, 감마선원 주로 (511KeV) 방사성의약품, 사이클로트론에서 핵반응에 의해 생성, 양전자 방출, PET에 사용, 정맥주사, 포도당과 합성하여 사용, 18O water를 타겟 물질로 이용할 경우, 생성과정에서 삼중수소가 발생한다.
24Na	15시간		베타입자 (1.39 MeV), 감마선(1.369MeV, 2.75 MeV) 방출, 표지화합물, 원자로에서 생산, 핵의학분야의 진단목적, 방사성의약품, 정맥주사
55Fe	2.68년		(6 KeV, 7 KeV) 중성자 조사시설에서 생성, 제지의 회분 측정, 교정용 선원이용
57Co	271.8일		(122 KeV, 137 KeV) 저에너지 감마선원, 분광기의 방사선원에 이용, 시료의 성분 및 이온화 형태 결합에너지 측정, 뫼스봐우어 분광기, XRF 또는 감마카메라 의료장비 교정용 표준선원
60Co	5.26년		(1.17 MeV, 1.33 MeV)유리 용융로 내 유동상태측정, 방사성멸균, 게이지, 부식생성물, CRUD, 원자로에서 생성, 식품조사실, 붕괴당 1개의 베타선, 2개의 감마선 방출, 산업용 두께, 액위, 위치게이지류, 방사선 치료, 방사선 비파괴검사, 원자로 방사선관리구역 순회점검시 가장 많은 피폭에 기여하는 핵종
67Ga	3.26일		(93 KeV, 184 KeV, 300 KeV) 핵의학 진단용(종양, 염증)으로 주로 사용, 정맥주사
68Ge	288일		(9 KeV, 10 KeV)  방사성의약품, 교정용 (PET)선원, PET 검사 감쇄보정에 이용
75Se	119.8일		(136 KeV, 265 KeV, 401 KeV) 비파괴검사용 선원, SPECT의 표제 방사성 물질
Kr			기체상태로 감마붕괴를 하여 정전기 제거 및 비닐의 두께 측정에 사용
99mTc	6시간		(141 KeV)의료용으로 환자의 체내진단에 주로 이용
99Mo	66시간		베타입자(133 KeV, 0.442 KeV), 감마선 (739 KeV) 방출, 의료진단 및 촬영, 심장질환 및 암치료에 사용되는 99mTc의 생산을 위한 모핵종으로 사용
103Pd	16.99일		(20 KeV) 근접 방사선치료 선원, 파라디움이 들어있는 침을 사용하여 환부에 집적주입, 전립선암 치료, 선택된 부위의 종양 치료
106Ru	372.6일		베타입자 (39 KeV, 3.5 MeV) 감마선 (512 KeV) 방출, 핵분열 생성물 개봉선원 상태에서는 연구용 목적 방사성 추적자, 눈의 종양을 밀봉선원형태로 치료
109Cd	462.6일		(22 KeV, 25 KeV) 형광 X선 분석, 골밀도계 선원
111In	2.80일		(245 KeV, 171 KeV) 핵의학분야의 영상진단 (뇌조, 심근, 골수)등에 이용하는 방사성 의약품, 혈액세포의 표지
123I	13.2시간		(159 KeV) 사이클로트론에서 핵반응에 의해 생성, 의료용으로 환자의 체내진단에 주로 사용
125I	59.4일		(27 KeV, 35.5 KeV) 저 에너지 감마선 방출 원자로 시설과 같은 중성자 조사시설에서 만들어지거나 사이클로트론과 같은 가속기로 가속된 입자를 조사하여 생성, 체내영상에는 적합하지 않으나 항원 항체에 표지가 잘되어 체외검사(in vitro)에 사용됨, 자궁경부암 치료에 이용, 갑상선 호르몬의 방사면역측정(RIA)
131I	8일	갑상선	베타입자 (606 KeV), 감마선 (365 KeV) 갑상선치료 및 진단 표면오염이 크다. 붕괴당 평균에너지에 고려하지 않는다. 승화성존재
133Xe	5.2일 (5시간)		감마선(0.42 MeV)과 베타입자 방출, 불활성기체, 기체상태로 상온에서 존재, 용광로 내 가스 통과 시간 측정, 폐기능검사, 혈류량 측정, 방사성 의약품, 원자력발전소에서 발생, 반감기가 짧아서 핵실험의 증거로 사용
137mBa			137Cs의 딸 핵종, 감마선원
137Cs	30.2년(90일)	근육, 전신	(662 KeV)베타입자와 감마선 방출붕괴당 0.85개 감마선 방출, 반감기가 길고 위험, 핵분열 생성물에서 분리하여 생산. 두께 측정 게이지, 토질의 밀도 측정, 표준선원, 원자력 발전시설에서의 대형 사고 시 식품오염 여부 겸사의 지표로 사용
152Eu	13.5년		베타입자(699 KeV), 감마선 (344 KeV, 1.4 MeV) 방출 표준선원(밀봉선원), 분자생물학, 생화학 연구용 (개봉선원)
192Ir	74일		베타입자(672 KeV), 감마선 (317 KeV, 468 KeV, 604 KeV), 방사선비파괴검사 목적으로 국내에서 가장 많이 사용됨. 의료기관에서 근접 치료용 선원으로 일부 사용
201Tl	3.04일		(71 KeV, 135 KeV, 167 KeV) 의료용으로 환자의 체내진단에 주로 사용(심근영상)
204Tl	3.8년		고에너지 베타입자(763 KeV), 감마선 (69 KeV), 표준선원, 방사성추적자, NaI (Tl)의 Activator로 이용
210Po	138.4일	뼈,간장,비장	알파선(5.304 MeV), 감마선 (803 KeV)방출, 형광 X선 분석, 정전제거용 장치, 해양 혹은 강이나 호수의 퇴적속도 추정, 알파선 표준선원
226Ra	1600년	뼈, 허파	알파선 (4.785 MeV, 94 %), 감마선 (0.186 MeV 3.3 %), 진공도 측정기, 방전부정 제거장치, 중성자 선원, 감마선 표준선원, 자핵종이 먼지처럼 폐에 침착하기 때문에 내부피폭, 공기오염유발 226Ra 선원은 He가스 및 Rn 가스 발생, 선원에 함유된 수분의 분해로 수소 및 산소가 발생하여 내부압력 증가 등으로 누설될 수 있으므로, 취급시 주의하여야 한다.
241Am	432.7년		알파선 (5,486 KeV), 감마선 (60 KeV) 감마선과 알파입자 방출, 연기탐지기 이용, 페인트의 납성분 합량, 두께 측정, 유전탐사 시추공 위치 결정, 알파선원, Am-Be 중성자 선원, 수분계, 저에너지 감마선원, 형광 X선 분석장치, 유황계, 골성분 분석장치
244Cm	18.1년		베타선, X선, 감마선과 알파입자방출, 방사성 폐기물 처리처분에서 중요시, 플루토늄 생성, 대량의 열발생, 라듐 생성, 매우 위험, 페이스메이커나 항해용 부이의 전원, 우주계획용의 전원으로 이용 X선 방출 교정용 선원으로 이용
252Cf	2.65년		중성자, 알파선, 감마선 방출수분감지기, 교정용 중성자계측기 선원

 

●중성자선원

핵종	반감기	결정장기	특징, 사용예시
226Ra	1600년	뼈, 허파	알파선 (4.785 MeV, 94 %), 감마선 (0.186 MeV 3.3 %), 진공도 측정기, 방전부정 제거장치, 중성자 선원, 감마선 표준선원, 자핵종이 먼지처럼 폐에 침착하기 때문에 내부피폭, 공기오염유발 226Ra 선원은 He가스 및 Rn 가스 발생, 선원에 함유된 수분의 분해로 수소 및 산소가 발생하여 내부압력 증가 등으로 누설될 수 있으므로, 취급시 주의하여야 한다.
238Pu +Be	87.7		연구용, 중성자 계측기 교정선원
241Am			중성자원
241Am-9Be	432.7년		알파선 (5,486 KeV), 감마선 (60 KeV), 중성자 (4,500 KeV) 알파선을 저원자번호 원소인 Be에 조사하여 속중성자 형성, 장시간 사용해도 교체할 필요 X, 중성자 비탄성산란 감마선에 의한 분석, 수분계, (a,n) 반응 이용. 감마선을 많이 방출한다는 단점
252Cf	2.65년		중성자, 알파선, 감마선 방출수분감지기, 교정용 중성자계측기 선원

 

●복합선원

핵종	반감기	결정장기	특징, 사용예시
24Na	15시간		베타입자 (1.39 MeV), 감마선(1.369MeV, 2.75 MeV) 방출, 표지화합물, 원자로에서 생산, 핵의학분야의 진단목적 , 방사성의약품, 정맥주사
99Mo	66시간		감마선(0.42 MeV)과 베타입자 방출, 불활성기체, 기체상태로 상온에서 존재, 용광로 내 가스 통과 시간 측정, 폐기능검사, 혈류량 측정, 방사성 의약품, 원자력발전소에서 발생, 반감기가 짧아서 핵실험의 증거로 사용
106Ru	372.6일		베타입자 (39 KeV, 3.5 MeV) 감마선 (512 KeV) 방출, 핵분열 생성물 개봉선원 상태에서는 연구용 목적 방사성 추적자, 눈의 종양을 밀봉선원형태로 치료
131I	8일	갑상선	베타입자 (606 KeV), 감마선 (365 KeV) 갑상선치료 및 진단 표면오염이 크다. 붕괴당 평균에너지에 고려하지 않는다. 승화성존재
133Xe	5.2일 (5시간)		감마선(0.42 MeV)과 베타입자 방출, 불활성기체, 기체상태로 상온에서 존재, 용광로 내 가스 통과 시간 측정, 폐기능검사, 혈류량 측정, 방사성 의약품
137Cs	30.2년(90일)	근육, 전신	(662 KeV)베타입자와 감마선 방출붕괴당 0.85개 감마선 방출, 반감기가 길고 위험, 핵분열 생성물에서 분리하여 생산. 두께 측정 게이지, 토질의 밀도 측정, 표준선원, 원자력 발전시설에서의 대형 사고 시 식품오염 여부 겸사의 지표로 사용
152Eu	13.5년		베타입자(699 KeV), 감마선 (344 KeV, 1.4 MeV) 방출 표준선원(밀봉선원), 분자생물학, 생화학 연구용 (개봉선원)
192Ir	74일		베타입자(672 KeV), 감마선 (317 KeV, 468 KeV, 604 KeV), 방사선비파괴검사 목적으로 국내에서 가장 많이 사용됨. 의료기관에서 근접 치료용 선원으로 일부 사용
204Tl	3.8년		고에너지 베타입자(763 KeV), 감마선 (69 KeV), 표준선원, 방사성추적자, NaI (Tl)의 Activator로 이용
210Po	138.4일	뼈,간장,비장	알파선(5.304 MeV), 감마선 (803 KeV)방출, 형광 X선 분석, 정전제거용 장치, 해양 혹은 강이나 호수의 퇴적속도 추정, 알파선 표준선원
238Pu	87.7년		감마선과 알파입자 방출, 우주선 전원공급
239Pu	2.41x10^4 년		알파선 (5,156 KeV), 감마선 (16 KeV) 원자폭탄, 우주선의 반영구 동력원
241Am	432.7년		알파선 (5,486 KeV), 감마선 (60 KeV) 감마선과 알파입자 방출, 연기탐지기 이용, 페인트의 납성분 합량, 두께 측정, 유전탐사 시추공 위치 결정, 알파선원, Am-Be 중성자 선원, 수분계, 저에너지 감마선원, 형광 X선 분석장치, 유황계, 골성분 분석장치
244Cm	18.1년		감마선과 알파입자방출, 방사성 폐기물 처리처분에서 중요시, 플루토늄 생성, 대량의 열발생, 라듐 생성, 매우 위험, 페이스메이커나 항해용 부이의 전원, 우주계획용의 전원으로 이용
252Cf	2.65년		중성자, 알파선, 감마선 방출수분감지기, 교정용 중성자계측기 선원

 

 

●핵종별 장해

핵종별 장애	핵종별 방출방사선
- Po : 간장, 비장 - P32, Sr90, Ra226, Pu239 : 뼈 - I131 : 갑상선 - H3, C14, Cs137, K40 : 전신	- Po210 : 알파 - Sr90 : 고에너지 베타 - H3, C14 : 저에너지 베타 - Co60, I131, Cs137, Ir192 : 감마선

 

*대표적 결정장기
- 뼈 : Am, P, Ca, U, Pu, Ra(라듐), Sr(항골성 핵종)

- 근육/전신 : Cs, H, Na, Cl

- 신장 : U-238

- 갑상선 : I, At

- 적혈구 : Fe

- 허파 : Po(폴로늄), Ni, Th, Rn(라돈)

 

●자연방사성핵종

지구의 탄생 때부터 지각 중에 존재해 오고 있는 40K, 87Rb 우라늄계열핵종(238U, 226Ra, 222Rn), 토륨계열핵종(232Th, 228Ra, 220Rn)과 우주선과 대기와의 상호작용에 의해 생겨난 3H, 7Be, 14C 22Na이 있으며 암석, 토양, 건축자재, 공기, 식품 등 지구상의 거의 모든 물질 중에 함유

 

 

●인공방사성핵종

원자로에서 방출되는 중성자나 가속장치에 의해 고에너지로 가속된 하전입자 등을 충돌시켜(조사하여) 핵반응을 일으키는 방법으로 천 수백 종의 인공방사성핵종(Co, 90Sr 99Tc, 137Cs 등)을 생산