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この核種リストには、安定しているか、放射性であれば半減期が 1 時間以上である観測核種が示されています。これは、元素 87 (フランシウム)、102 (ノーベリウム)、および 104 (ラザホージウム) を除く最初の 105 元素の同位体を表しています。少なくとも 3,300 の核種が実験的に特徴付けられています[1] (崩壊半減期が 1 時間未満の核種については、半減期による放射性核種リストを参照してください)。
核種は、従来、安定しているか崩壊モードが観測されている陽子と中性子の集合体として実験的に検査されたものとして定義されます。
導入
いわゆる安定核種は 251 種類知られています。これらの多くは、理論上は半減期が非常に長い自発核分裂、アルファ崩壊、二重ベータ崩壊などで崩壊する可能性がありますが、放射性崩壊はまだ観測されていません。したがって、将来、これら 251 種類のうちのいくつかが非常に長寿命の放射性核種であると判明した場合、安定核種の数は変更される可能性があります。この記事では、「安定」核種を 3 つの表に分けます。1 つは理論的に安定している (つまり、崩壊モードが起こり得ない) 核種で、理論的には自発核分裂を起こす可能性があるものの、その証拠を確認するための評価が行われていない核種、もう 1 つは理論的には自発核分裂以外の崩壊を起こす可能性があるものの、評価が行われていない核種、そして最後に、理論的には崩壊する可能性があり、評価は行われたものの崩壊が検出されなかった核種の表です。この後者の表では、崩壊が理論的に予測されているが、実験的に観測されたことがない（直接または娘核種の過剰の発見を通じて）場合、理論的崩壊モードが括弧内に示され、半減期の列に「> 数字」が付けられ、実験的観測に基づく半減期の下限が示されています。このような核種は、何らかの形で崩壊が観測されるまで「安定」していると見なされます。たとえば、テルル 123 は放射性であると報告されましたが、同じ実験グループが後にこの報告を撤回し、現在も観測的に安定しています。
次のグループは原始放射性核種です。これらは放射性であることが測定されたか、崩壊生成物が特定されています（テルル128、バリウム130）。これらは（現在）35種類あり（これらの核種を参照）、そのうち25種類は半減期が100万年よりも長いです。10 13年である。これらの 25 の核種のほとんどでは崩壊を観察することは難しく、ほとんどの目的において実質的に安定しているとみなすことができる。ビスマス 209 は、長い間安定していると考えられてきた元素の唯一の天然同位体として注目される。さらに 10 の核種、白金 190、サマリウム 147、ランタン 138、ルビジウム 87、レニウム 187、ルテチウム 176、トリウム 232、ウラン 238、カリウム 40、ウラン 235 の半減期は 10 から 13 年である。7.0 × 10 8と4.83 × 10 11年、つまり太陽系が誕生して以来、少なくとも0.5%の減少を経験していることになる。原始核種は4.6 × 10 9年前には存在していなかったが、現在でも地球上には相当な量で存在している。これらは放射性加熱と放射性崩壊生成物の主な発生源である。原始核種は全部で 286 種類ある。[a]
リストには、半減期が 1 時間を超える約 700 種類の放射性核種が含まれており、半減期が 1 日を超えるものと 1 日未満のものの 2 つの表に分割されています。
半減期が短すぎて原始的とは言えない 60 種類以上の核種が、自然プロセスによる後世の生成の結果として自然界で検出されており、そのほとんどは微量です。これらには、ラドン 222など、原始ウランとトリウムの崩壊系列で発生する約 44 種類の放射性核種 (放射性核種) が含まれます。その他は、炭素 14 など、高エネルギー宇宙線 ( 宇宙線破砕など ) との相互作用の生成物 (宇宙線生成核種) です。これらを合わせると、自然発生する核種は合計で約 350 種類になります。その他の核種は、まれな宇宙線生成相互作用によって、または他の自然の核反応の結果として自然生成されることがありますが (核生成核種 )、検出は困難です。
さらに短寿命の核種が恒星のスペクトルで検出されており、テクネチウム、プロメチウム、および一部のアクチニドの同位体などがある。残りの核種は、人工的な核変換によってのみ知られている。セシウム137など、環境中に見られる核種もあるが、これは人工の核分裂生成物（核兵器、原子炉、およびその他のプロセスから）の放出による汚染の結果である。その他の核種は、産業または医療目的で人工的に生成される。
リストの凡例
最も長寿命の原始放射性核種から始まる放射性核種の各グループは、半減期の減少順に並べられていますが、表は他の列で並べ替えることもできます。
- 列番号なし
- 参照用の実行中の正の整数。この数値、つまりこの表内の位置は、特に半減期の短い核種の場合、将来変更される可能性があります。
- 核種列
- 核種の識別子は、原子質量数Aと対応する化学元素の記号 (固有の陽子数に対応) によって与えられます。これが基底状態でない場合は、質量数に準安定を表すmが付加されて示されます。ここでの並べ替えは質量数で行われます。
- Z、N列
- 陽子の数（Z列）と中性子の数（N列）。
- エネルギーコラム
- 「エネルギー」というラベルの付いた列は、中性子の質量からこの核種の核子あたりの質量を引いたエネルギー当量をMeVで表します(したがって、すべての核種は正の値になります)。正式にはm n − m nuclide / Aで、A = Z + Nは質量数です。つまり、「エネルギー」値が高いほど、実際には核種のエネルギーが低いことを意味します。核種の質量 (ダルトン単位) はA ( m n − E / k )で、E はエネルギー、m nは 1.008664916 Da、k = 931.49410242 は MeV とダルトン間の変換係数です。
- 半減期コラム
- メインの列には秒単位の時間が表示されます (31,556,926 秒 = 1熱帯年)。2 番目の列には、より一般的な単位 (年、日) での半減期も表示されます。
- 「>」で始まるエントリは、これまで崩壊が観測されたことがなく、半減期の下限がヌル実験で確立されていることを示します。このような元素は、崩壊が観測されない限り (半減期の実際の推定を確立しない限り) 安定していると見なされます。半減期は不正確な推定値である場合があり、大幅に修正される可能性があることに注意してください。
- 減衰モード列
- 括弧内の崩壊モードは、実験ではまだ観測されていませんが、エネルギーから、発生すると予測されています。括弧内の数字は、その崩壊モードが発生する確率を % で示し、tr は 0.1% 未満を示します。自発核分裂は、他のモードが可能な安定した核種の理論的な崩壊モードとしては示されていません (これらの核種を参照)。
- 崩壊エネルギー柱
- （最大）崩壊エネルギーの複数の値は、崩壊モードに順番にマッピングされます。リストされている崩壊エネルギーは、崩壊系列全体のものではなく、特定の核種のみのものです。これには、ニュートリノに失われるエネルギーも含まれます。
- メモ欄
全リスト
理論的に安定な核種
これらは理論的に安定した核種であり、「エネルギー」順に並べられています。
観測的に安定しており、理論上は自発核分裂以外の崩壊モードを持つ核種
「エネルギー」順に並べます。
観測的に安定な核種で、崩壊が探索されたが発見されていない（下限値のみが知られている）
半減期の下限値順に並べられています。
原始放射性核種（半減期 > 108年）
半減期順に並べています。
半減期が1万年から10年の放射性核種8年
半減期順に並べられている。これらのうちいくつかは、崩壊生成物が過剰であったため、初期の太陽系（太陽系の歴史の最初の数百万年を意味する「ESS」と記されている）に存在していたことが知られている。[22]
半減期が10年から10,000年の放射性核種
半減期順に並べています。
半減期が1日から10年である放射性核種
半減期順に並べています。
半減期が1時間から1日の放射性核種
半減期順に並べています。
Radionuclides with half-lives of 1 minute to 1 hour
Radionuclides with half-lives of 1 second to 1 minute
Radionuclides with half-lives less than 1 second
See also
- Isotope geochemistry
- List of elements by stability of isotopes
- List of radioactive nuclides by half-life
- Monoisotopic element
- Mononuclidic element
- Primordial nuclide
- Radionuclide
- Stable nuclide
- Table of nuclides
Sources
Almost all data are taken from reference.[32] For more recent updates, see reference.[33] These sources do not indicate whether certain heavy isotopes starting from Lr, Rf, Db, ... (etc.) were produced, observed, or only predicted from estimated data.
Notes
- ^ Two further nuclides, plutonium-244 and samarium-146, have half-lives just long enough (8.0×107 and 1.03×108 years) that they could have survived from the formation of the Solar System and be present on Earth in trace quantities (having survived 57 and 45 half-lives). They have previously been considered primordial, but recent studies failed to find any evidence of them on Earth.[citation needed]
References
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- すべての元素の原子量と同位体組成 米国国立標準技術研究所
- 核種の表（コンパクト、重粒子あたりのエネルギー付き） 核種のエネルギーの概要図