天然に存在するユーロピウム (63 Eu)は、151 Euと153 Euの2つの同位体から構成されており、 153 Euの方がより豊富です(天然存在比 52.2% )。153 Euは観測上安定していますが、151 Euは2007年に不安定で アルファ崩壊 を起こすことが発見されました。[ 4 ] [ 5 ] 測定された半減期4.6 × 10 18 年は、天然ユーロピウム1キログラムあたり2分ごとに1回のアルファ崩壊に相当するため、実際的な目的においては安定していると考えることができます。天然放射性同位体である151Euの他に、 130Euから 170Eu までの人工放射性同位体が作られており、最も安定しているのは半減期 36 .9年の150Eu、13 .517年の152Eu、8.592年の154Eu 、そして4.742年の 155Eu である。その他の同位体はすべて半減期が100日未満であり、その大部分は3分未満である。
この元素には27個の準安定異性体 があり、最も安定なのは150m Eu(12.8時間)、152m1 Eu(9.3116時間)、152m5 Eu(96分)です。153 Euより軽い同位体の主 な崩壊モードは 電子捕獲による サマリウム 同位体への崩壊であり、重い同位体の主な崩壊モードはベータマイナス崩壊によるガドリニウム 同位体への崩壊 です。152 Euと154 Eu は どちらの方向にも崩壊する可能性があり、150m Eu(準安定状態のみ)も同様です。
同位体のリスト
↑ m Eu – 励起核異性体 。 ↑ ( )- 不確かさ(1σ) は、対応する最後の桁の後に括弧で簡潔に示されます。 ↑ # – # でマークされた原子質量: 値と不確実性は、純粋に実験データからではなく、少なくとも部分的には質量表面 (TMS) の傾向から導き出されています。 ↑ 太字は半減期 - ほぼ安定しており、半減期は宇宙の年齢 よりも長い。 1 2 3 # – # のマークが付いた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣の核種 (TNN) の傾向から導き出されたものです。 ↑ 崩壊の様式: ↑ 娘を表す 太字斜体の記号 – 娘製品はほぼ安定しています。 ↑ 太字記号は 娘を表します– 娘製品は安定しています。 ↑ ( )スピン値– 弱い割り当て引数を持つスピンを示します。 1 2 基底状態と異性体の順序は不明です。 ↑ 12.1秒の半減期のみが観測されており、5秒の半減期は観測されていません。 1 2 3 4 5 核分裂生成物 ↑ 原始 放射性核種 ↑ 149 Pmへのα崩壊を起こし、半減期は149 Pm以上である 5.5 × 10 17 年
ユーロピウム155 ユーロピウム155 は、半減期 が4.742年、最大崩壊エネルギーが 252keV の核分裂生成物 です。収量曲線の高質量側に位置するため、核分裂生成物の収量 は低く、最も豊富な核分裂生成物の約1~2%程度です。
155Euは 中性子捕獲 断面積 が 大きいため、 生成される少量のほとんどが核燃料 の燃焼 過程で破壊されます。収量、崩壊エネルギー、半減期はいずれも137Cs や90Sr に比べてはるかに小さいため、155Euは 核廃棄物 の大きな原因とはなりません。
155Eu は、 153Eu と154Eu への連続的な中性子捕獲によっても生成されます。153Euと154Euの直接核分裂収率は、質量連鎖が154Sm で止まるため極めて小さいです。しかし、断面積が大きく、155Euの方が154Euよりもさらに大きいため、155Eu と154Eu はどちらも生成されるよりも速く消滅します。この過程の数値的な詳細は、下の表を参照してください。
参考文献 1 2 3 4 5 Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF) . Chinese Physics C . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae . ↑ 「標準原子量:ユーロピウム」 CIAAW 1995 年 ↑ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). "Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report)" . Pure and Applied Chemistry . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 . ↑ Belli, P.; et al. (2007). "天然ユーロピウムのα崩壊の探索". Nuclear Physics A . 789 ( 1– 4): 15– 29. Bibcode : 2007NuPhA.789...15B . doi : 10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001 . ↑ Casali, N.; Nagorny, SS; Orio, F.; Pattavina, L.; et al. (2014). "Discovery of the 151 Eu α decay". Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics . 41 (7) 075101. arXiv : 1311.2834 . Bibcode : 2014JPhG...41g5101C . doi : 10.1088/0954-3899/41/7/075101 . S2CID 116920467 . ↑ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "AME 2020 原子質量評価 (II). 表、グラフ、参考文献*". Chinese Physics C . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf . ↑ FRIB Nuclear Data Group. "Discovery of Nuclides Project, Isotope Database" . doi : 10.11578/frib/2279152 . ↑ FRIB Nuclear Data Group. "Discovery of Nuclides Project, Isomer Database" . doi : 10.11578/frib/2572219 . 1 2 鈴木博、福田直樹、武田博、清水義雄、吉本正、戸賀野義雄、佐藤博、北村直樹、桃田聡、草加和也、柳沢義雄、大竹正、福西直樹、道正聡 (2026年2月3日) 「345 MeV/核子 238U ビームの入射粒子破砕により生成された Z = 63–70 領域の陽子過剰放射性同位体の発見」 . Progress of Theoretical and Experimental Physics . 2026 (2). doi : 10.1093/ptep/ptaf190 . ↑ 「 150 Eu の採用レベル」 (PDF) 。NNDC核種チャート。 ↑ ダネヴィッチ、FA;アンドレオッティ、E.ハルト、M.マリセンズ、G.トレチャク、VI;ユクセル、A. (2012)。 「 地下γ線分光法を使用して、 151 Eu の最初励起準位 147 Pm へのα崩壊を探索する」。 ヨーロッパ物理ジャーナル A 。 48 (157): 157.arXiv : 1301.3465 。 Bibcode : 2012EPJA...48..157D 。 土井 : 10.1140/epja/i2012-12157-7 。 S2CID 118657922 。 ↑ ベリ、P.バーナベイ、R.ダネヴィッチ、FA;他 。 (2019年)。 「希少なアルファ崩壊とベータ崩壊の実験的探索」。 ヨーロッパ物理ジャーナル A 。 55 (8): 140–1–140–7。 arXiv : 1908.11458 。 Bibcode : 2019EPJA...55..140B 。 土井 : 10.1140/epja/i2019-12823-2 。 ISSN 1434-601X 。 S2CID 201664098 。 1 2 3 4 5 6 Kiss, GG; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; et al. (2022). "中性子過剰のエキゾチックな Pm、Sm、Eu、Gd 同位体の β 崩壊特性を測定して、希土類領域での核合成収量を制約する" . The Astrophysical Journal . 936 (107): 107. Bibcode : 2022ApJ...936..107K . doi : 10.3847/1538-4357/ac80fc . hdl : 2117/375253 .