プロメチウムの同位体

プロメチウム（₆₁ Pm）は、 ²³⁸ Uと²³⁵ Uの自然核分裂と¹⁵¹ Euのアルファ崩壊の生成物として微量に存在する以外は人工元素であるため、標準的な原子量を与えることはできません。すべての人工元素と同様に、安定同位体は存在しません。1945年に初めて合成されました。

41 種類の放射性同位元素が特徴付けられており、最も安定しているのは半減期が 17.7 年の¹⁴⁵ Pm 、半減期が 5.53 年の^{146 Pm、半減期が 2.6234 年の147} Pm です。残りの放射性同位元素の半減期はすべて 365 日未満で、その大部分は半減期が 30 秒未満です。この元素には 18 種類のメタ状態もあり、最も安定しているのは^148m Pm (t _1/2 41.29 日)、^152m2 Pm (t _1/2 13.8 分)、^152m Pm (t _1/2 7.52 分) です。

プロメチウムの同位体は質量数が¹²⁶から 166 の範囲です。146 Pm およびそれより軽い同位体の主な崩壊モードは電子捕獲であり、それより重い同位体の主な崩壊モードはベータ崩壊です。146 Pmより前の主な崩壊生成物はネオジムの同位体であり、^{146 Pm より後の主な生成物は}サマリウムの同位体です。

プロメチウムは、最初の 82 元素のうち、安定同位体を持たない 2 つの元素のうちの 1 つです。これは、液滴モデルでまれにしか発生しない効果です。つまり、プロメチウムにはベータ安定同位体がないため、どの質量数でも、プロメチウム同位体が陽電子放出またはベータ崩壊を起こし、それぞれ核子あたりの結合エネルギーが高いネオジム同位体またはサマリウム同位体を形成するのがエネルギー的に有利です。これが起こるもう 1 つの元素はテクネチウム( Z  = 43) です。

プロメチウム 147 の半減期は 2.62 年で、原子炉内でネオジム147のベータ崩壊によって生成される核分裂生成物です。142 Nd、¹⁴³ Nd、¹⁴⁴ Nd、¹⁴⁵ Nd、¹⁴⁶ Nd、¹⁴⁸ Nd、および^{150 Ndの同位体は}ベータ崩壊に対してすべて安定しているため、これらの質量のプロメチウムの同位体はベータ崩壊では生成されず、したがって大量の核分裂生成物ではありません (ベータ崩壊連鎖^ではなく、直接のみ生成できます)。149 Pm と¹⁵¹ Pm の半減期はそれぞれ 53.08 時間と 28.40 時間しかないため、数か月または数年にわたって冷却された使用済み核燃料には存在しません。自然界ではウラン238の自発核分裂によって主に発見され、ユーロピウム151のアルファ崩壊によっても稀に発見される。 ^[4]

プロメチウム147はベータ粒子源や放射性同位元素熱電発電機（RTG）の燃料として使用され、その電力密度は1グラムあたり約2ワットです。蛍光体と混合され、アポロ月着陸船の電気スイッチの先端を照らすために使用され、月面車（LRV）のコントロールパネルに塗装されました。^[5]

• 同位体質量:
  • アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11。 001
• 半減期、スピン、異性体データは、以下のソースから選択されています。
  • アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11。 001
  • 国立核データセンター。「NuDat 2.x データベース」。ブルックヘブン国立研究所。
  • ホールデン、ノーマン E. (2004)。「11. 同位体の表」。ライド、デビッド R. (編)。CRC化学および物理学ハンドブック(第 85 版)。フロリダ州ボカラトン: CRC プレス。ISBN 978-0-8493-0485-9。