塩素の同位体

塩素（_17Cl ）には、安定同位体として^35Cl（75.8%）と^37Cl（24.2%）の2種類があり、塩素の標準原子量は35.45です。人工放射性同位体は^{28Clから52Cl}まで知られており、さらに^34mClと^38mClという2つの異性体も存在します。最も寿命の長い放射性同位体は^36Clで、半減期は301,000年です。その他の同位体と異性体の半減期は1時間未満で、ほとんどは10秒未満です。

^{塩素の代表的な陸上存在量は約 24.2% の37} Clを含み、塩素原子の正常範囲は 23.9～24.5% です。^{[ 2 ]}同位体組成の偏差を測定する場合、通常の基準点は「標準平均海洋塩化物」(SMOC) ですが、NIST標準参照物質(975a) も存在します。SMOC は³⁷ Cl/ ³⁵ Cl 比が 0.319627 ± 0.000199 (24.221% ± 0.0015% 塩素-37) ^{[ 11 ]}であり、原子量は 35.4525 であることが知られています。

塩素の同位体存在比には変動があることが知られています。この重い同位体は、海水などの水溶液よりも塩化物鉱物に多く含まれる傾向がありますが、有機塩素化合物の同位体組成は、SMOC標準から数パーミルの範囲でどちらの方向にも変動する可能性があります。^{[ 2 ]}

環境中には微量の放射性 同位体^36Clが存在し、安定同位体との比率は約 7×10⁻¹³^{対1 です。 36Cl}は、大気中で宇宙線陽子との相互作用による^36Arの核破砕によって生成されます。 地下環境では、^{36Clは主に35Cl}による中性子捕獲または^40Caによるミューオン捕獲の結果として生成されます。^36Clは36S (1.9%) または^36Ar (98.1%)に崩壊し、その半減期は合わせて 308,000 年です。 この親水性で非反応性の同位体の半減期は、60,000年から100 万年の範囲の地質年代測定に適しています。さらに、1952年から1958年にかけての核兵器の大気圏爆発時に海水に中性子を照射することで、大量の^36Clが生成されました。36Clの大気中滞留時間は約^{1週間です。そのため、}土壌や地下水中の1950年代の水のイベントマーカーとして、^36Clは現在から50年以内の水の年代測定にも役立ちます。36Cl^は、地質学、予測、元素分析などの他の分野でも使用されています。塩化物ベースの溶融塩炉では、 ^36Clの生成が中性子捕獲による塩素の減少は、塩素の天然同位体混合物（すなわち、^{35を含むもの）を使用した場合に必然的に起こる結果である。}Cl )。これにより、保管または廃棄する必要のある長寿命の放射性物質が生成されます。純粋な^{37 を}生成するための同位体分離Clは^36を大幅に削減できますCl の生成ですが、高速中性子が関与する (n,2n) 反応によって少量生成される可能性があります。

この同位体は天然の安定塩素の構成要素であることに加え、逆電子捕獲（ガス^37Arの生成）による太陽ニュートリノの検出に用いられることが特筆すべき点である。これはホームステーク実験での最初の検出に用いられた。その後、ガリウム71の方がこの目的に適していることが判明し、 GALLEX/GNOおよびSAGE実験で使用された。

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