El nitrógeno natural ( 7 N) consta de dos isótopos estables : la gran mayoría (99,6 %) del nitrógeno natural es nitrógeno-14 , siendo el resto nitrógeno-15 . También se conocen catorce radioisótopos , con masas atómicas que van de 10 a 25, junto con un isómero nuclear , 11m N. Todos estos radioisótopos tienen una vida corta, siendo el nitrógeno-13 el más longevo con una vida media de9,965(4) mín . Todos los demás tienen vidas medias por debajo de 7,15 segundos, y la mayoría de estos están por debajo de 620 milisegundos. La mayoría de los isótopos con números de masa atómica por debajo de 14 se descomponen en isótopos de carbono , mientras que la mayoría de los isótopos con masas superiores a 15 se descomponen en isótopos de oxígeno . El isótopo conocido de vida más corta es el nitrógeno-10, con una vida media de143(36) yoctosegundos .
El nitrógeno-13 y el oxígeno-15 se producen en la atmósfera cuando los rayos gamma (por ejemplo, de un rayo ) eliminan los neutrones del nitrógeno-14 y el oxígeno-16:
El nitrógeno-13 producido como resultado se descompone con una vida media de9.965(4) min al carbono-13, emitiendo un positrón . El positrón se aniquila rápidamente con un electrón, produciendo dos rayos gamma de aproximadamente511 keV . Después de un relámpago, esta radiación gamma se extingue con una vida media de diez minutos, pero estos rayos gamma de baja energía viajan solo unos 90 metros a través del aire en promedio, por lo que es posible que solo se detecten durante un minuto más o menos como el "nube" de 13 N y 15 O flota, llevada por el viento. [6]
El nitrógeno-14 es uno de los dos isótopos estables (no radiactivos ) del elemento químico nitrógeno , que constituye aproximadamente el 99,636 % del nitrógeno natural.
El nitrógeno-14 es uno de los pocos nucleidos estables con un número impar de protones y de neutrones (siete cada uno) y es el único que constituye la mayoría de su elemento. Cada protón o neutrón contribuye con un espín nuclear de más o menos 1/2 de espín , lo que le da al núcleo un espín magnético total de uno.
Como todos los elementos más pesados que el litio , se cree que la fuente original de nitrógeno-14 y nitrógeno-15 en el Universo es la nucleosíntesis estelar , donde se producen como parte del ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno .