| 13 | N | |
| 7 |
13N ist ein Radioisotop des Elements Stickstoff mit einer Halbwertszeit von knapp 10 Minuten. Der Atomkern des Nulids setzt sich aus 6 Neutronen und den 7 elementspzifischen Protonen zusammen.
Das Radionuklid tritt im so genannten Bethe-Weizsäcker-Zyklus oder CNO-Zyklus (CNO für Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff) auf, eine der acht Fusionsreaktionen des Wasserstoffbrennens der Sonne bzw. der Sterne, in denen Wasserstoff in Helium umgewandelt wird. N-13 ist hier ein instabiles Zwischenprodukt, das nach kurzer Zeit unter Aussendung eines Positrons e+ und eines Elektronneutrinos νe zerfällt:
12C + 1H → 13N + γ + 1,95 MeV (Reaktionszeit: 1,3 × 107 Jahre),
13N → 13C + e+ + νe + 1,37 MeV (Reaktionszeit: 1,3 × 10-5 Jahre).
In der Erdatmosphäre bildet sich kurzfristig Stickstoff-13 bei den Kernreaktionen, die durch Blitze verursacht werden.
In der Medizin werden 13N-markierte Verbindungen (Radiopharmazeutika) zur Positronenemissionstomographie (PET) eingesetzt. Auf Grund der kurzen Halbwertszeit werden die entsprechenden Substanzen vor Ort in einem Zyklotron generiert:
1H + 16O → 13N + 4He.
Das Proton 1H muss auf eine kinetische Energie von 5,55 MeV oder mehr aufweisen. Die Kernreaktion ist endotherm - d. h. die Masse der Produkte ist größer als die der Reaktanten; daher muss Energie zugeführt werden, die in Masse umgewandelt wird.
Siehe auch: Übersicht über die Stickstoff-Isotope.
Allgemeine Daten
7,23886272 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)
SP = 1,94349(27) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)
1451452209,5526 Ci g-1
Radioaktiver Zerfall
Mittlere β+-Dosis: 0,49085(12) MeV / Bq·s; Energie: 0,49182(12) MeV; Intensität 99,8036(20) %.
Halbwertszeit HWZ = 9,965(4) Minuten bzw. 5,979 × 102 Sekunden s.
| Zerfall | Produkt | Anteil | Zerfallsenergie | Details | γ-Energie (Intensität) |
|---|---|---|---|---|---|
| β+ | 13C | 100 % | 2,22047(27) MeV |
Ausgangsnuklide
Direktes Mutternuklid ist: 13O.
Strahlenschutz
Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Stickstoff-13 folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.
Isotone und Isobare Kerne
Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Stickstoff-13 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 6) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 13) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.
| OZ | Isotone N = 6 | Isobare A = 13 |
|---|---|---|
| 1 | 7H | |
| 2 | 8He | |
| 3 | 9Li | 13Li |
| 4 | 10Be | 13Be |
| 5 | 11B | 13B |
| 6 | 12C | 13C |
| 7 | 13N | 13N |
| 8 | 14O | 13O |
| 9 | 15F | 13F |
| 10 | 16Ne | |
| 11 | 17Na | |
| 12 | 18Mg |
Externe Daten und Identifikatoren
Literatur und Quellen
[1] - Teruaki Enoto et al.:
Photonuclear reactions triggered by lightning discharge.
In: Nature, (2017), DOI 10.1038/nature24630.
[2] - Vanessa Gómez-Vallejo, Luka Rejc, Fernando López-Gallego, Jordi Llop:
The Radiopharmaceutical Chemistry of Nitrogen-13 and Oxygen-15.
In: Radiopharmaceutical Chemistry, (2019), DOI 10.1007/978-3-319-98947-1_13.
Letzte Änderung am 02.11.2023.
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