ビスマス209

ビスマス209（^209Bi）は、 α崩壊を起こす核種の中で最も長い半減期を持つビスマスの同位体であり、崩壊生成物はタリウム205です。陽子数は83個、魔法数^{[ 3 ]}は中性子数126個^{[ 3 ]}で、天然のビスマスはすべてこの同位体で構成されています。

ビスマス209は、長い間、あらゆる元素の中で最も重い安定原子核を持つと考えられていましたが、2003年にフランスのオルセーにある宇宙天体物理学研究所の研究チームが、 ^209Biがアルファ崩壊を起こし、その半減期が現在より正確に次のように示されていることを発見しました。2.01 × 10 ¹⁹年 (20.1 京年) ^{[ 4 ] [ 5 ]}宇宙の推定年齢の10 ⁹倍以上です。^{[ 6 ]}現在安定していると考えられている最も重い原子核は鉛 208 であり、最も重い安定な単一同位体元素は金(金 197 )です。

理論では、半減期は4.6 × 10と予測されていた。¹⁹年。長い間放射性物質であると疑われていた。 ^{[ 7 ]}崩壊により 3.14 MeV のアルファ粒子とタリウム 205が生成される。 ^{[ 4 ] [ 5 ]}

極めて長い半減期のため、^209Biはほぼすべての用途において非放射性として扱うことができます。人間の皮膚よりもはるかに放射能が低いため、実際の放射線被ばくの危険性はありません。209Biはアルファ崩壊の半減期記録を保持していますが^、既知の核種の中で最も長い半減期を持つわけではありません。この称号は、半減期が推定されるテルル-128（^128Te ）に与えられています。二重ベータ崩壊により7.7 × 10 ²⁴年。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

²⁰⁹ Biの半減期は、2012年にグランサッソのイタリアのチームによって確認され、報告された。(2.01 ± 0.08) × 10 ^{19年。彼らはまた、 209 Bi から205} Tlの第一励起状態(204 keV) へのアルファ崩壊のさらに長い部分半減期を報告しており 、1.66 × 10と推定されている。²¹年。 ^{[ 11 ]この値は128} Teの半減期よりも短いものの^{、 209} Bi の 2 つのアルファ崩壊は、測定可能な物理励起の中で最も細い自然線幅の記録を保持しており、それぞれ Δ Ε ≈5.5 × 10 ⁻⁴³  eVおよび Δ Ε ≈ 不確定性原理を適用すると1.3 × 10 ⁻⁴⁴ eVとなる。${\displaystyle \Delta E={\tfrac {\hbar }{2T_{1/2}}}}$^{[ 12 ]} （ベータ崩壊または二重ベータ崩壊は、ニュートリノレス遷移でのみエネルギー線を生成するが、これはこれまで観測されたことがない）。

原始ビスマスはすべてビスマス209であるため、ビスマス209は鉛の代替品として^{[ 13 ] [ 14} ] 、化粧品^{[ 15 ] [16 ]} 、塗料^{[ 17 ]} 、ペプトビスモルなどのいくつかの医薬品^{[ 6 ] [ 18 ] [ 19 ]など、}ビスマスの通常の用途すべてに使用されています。ビスマス青銅などのビスマス209を含む合金は^何千年もの間使用されてきました。^{[ 20 ]}

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