El gadolinio natural ( 64 Gd) se compone de 6 isótopos estables , 154 Gd, 155 Gd, 156 Gd, 157 Gd, 158 Gd y 160 Gd, y 1 radioisótopo , 152 Gd, siendo 158 Gd el más abundante (24,84% natural abundancia ). La doble desintegración beta prevista de 160 Gd nunca se ha observado ; sólo se ha establecido experimentalmente un límite inferior de su vida media de más de 1,3 × 10 21 años.[3]
Se han caracterizado treinta radioisótopos, siendo el más estable 152 Gd de desintegración alfa (de origen natural) con una vida media de 1,08 × 10 14 años, y 150 Gd con una vida media de 1,79 × 10 6 años. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias inferiores a 74,7 años. La mayoría de estos tienen vidas medias inferiores a 24,6 segundos. Los isótopos de gadolinio tienen 10 isómeros metaestables , siendo los más estables 143 m Gd ( t 1/2 = 110 segundos), 145 m Gd (t 1/2 = 85 segundos) y 141 m Gd (t 1/2 = 24,5 segundos).
El modo de desintegración primario a pesos atómicos inferiores al isótopo estable más abundante, 158 Gd, es la captura de electrones , y el modo primario a pesos atómicos más altos es la desintegración beta . Los productos primarios de desintegración de los isótopos más ligeros que 158 Gd son los isótopos del europio y los productos primarios de los isótopos más pesados son los isótopos del terbio .
El gadolinio-153 tiene una vida media de 240,4 ± 10 días y emite radiación gamma con picos fuertes a 41 keV y 102 keV. Se utiliza como fuente de rayos gamma para absorciometría y fluorescencia de rayos X, para medidores de densidad ósea para detección de osteoporosis y para perfiles radiométricos en el sistema de imágenes de rayos X portátil Lixiscope, también conocido como Lixi Profiler. En medicina nuclear , sirve para calibrar el equipo necesario, como los sistemas de tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) para producir rayos X. Asegura que las máquinas funcionen correctamente para producir imágenes de distribución de radioisótopos dentro del paciente. Este isótopo se produce en un reactor nuclear a partir de europio.o gadolinio enriquecido . [4] También puede detectar la pérdida de calcio en los huesos de la cadera y la espalda, lo que permite diagnosticar la osteoporosis. [5]
El gadolinio-148 sería ideal para generadores termoeléctricos de radioisótopos debido a su vida media de 74 años, alta densidad y modo de desintegración alfa dominante. Sin embargo, el gadolinio-148 no se puede sintetizar económicamente en cantidades suficientes para alimentar un RTG. [6]