プロトアクチニウムの同位体

プロトアクチニウム（_{91Pa ）には安定}同位体が存在しない。231Paは利用可能な量で存在し、この元素のほぼすべてを占めているため^、標準原子量として定義されている。

プロトアクチニウムの放射性同位体は30種類あり、その質量は²¹⁰ Paから²³⁹ Paまでである。最も安定な同位体は、半減期が32,700年の²³¹ Pa 、半減期が26.975日の²³³ Pa、半減期が17.4日の^{230 Paである。残りの}放射性同位体はすべて半減期が1.6日未満であり、その大部分は半減期が1.8秒未満である。この元素には、 217m ^Pa (t _1/2 = 1.15ミリ秒)、^220m1 Pa (t _1/2 = 308ナノ秒)、^220m2 Pa (t _1/2 = 69ナノ秒)、^229m Pa (t _1/2 = 420ナノ秒)、および^234m Pa (t _1/2 = 1.16分) の5つのメタ状態があります。    

天然に存在する同位体は、 ^231Pa、^233Pa、^234Pa、および^234mPaのみです。最初の231Paは235Uの崩壊中間生成物として、233Paは（まれに）237Npの崩壊中間生成物として、そして最後の2つは238Uの崩壊中間生成物として存在します^。231Paが優勢^なのは、その^寿命が長いためです。

最も安定な同位体である^231Paよりも軽い（そして231Paを含む）プロトアクチニウム同位体の主な崩壊モードは、 ^228Paから^230Paを除いて、アクチニウム同位体へのアルファ崩壊である。228Paから230Paは主に電子捕獲によってトリウム同位体へ崩壊する。より重い同位体の主な崩壊モードは、ウラン同位体へのベータマイナス（β− ^）崩壊である。

プロトアクチニウム230は中性子を139個持ち、半減期は17.4日です。ほとんどの場合（92%）、ベータプラス崩壊を起こして230Thになりますが、⁸ %のベータマイナス崩壊によって^230Uになることもあります。また、非常にまれな（0.0032%）アルファ崩壊によって^226Acになることもあります。半減期が短いため自然界には存在せず、^235U、^238U、^232Thの崩壊系列にも含まれていません。

プロトアクチニウム230は、標的アルファ粒子療法（TAT）での使用が検討されている同位体であるウラン230の前駆体として注目されています。これは、天然トリウムに陽子または重水素を照射することによって生成できます。^{[ 14 ]}

プロトアクチニウム231はプロトアクチニウムの中で最も寿命の長い同位体であり、^{[ 15 ]}半減期は32,760年です。[ ^{16 ] [ 17 ]自然}界では、原始同位体ウラン235から始まるアクチニウム系列の一部として微量に存在します。^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}ウラン鉱石中の平衡濃度は、 ²³⁵ U 100 万個あたり²³¹ Pa原子 46.5 個です。原子炉では、これは、計画されているトリウム燃料サイクルの副産物として生成される数少ない長寿命放射性アクチニドの 1 つです。^{[ 20 ]}高速中性子が²³² Thまたは²³² Uから中性子を取り除く(n,2n) 反応の結果として生成され、中性子捕獲によって破壊されることもありますが、この反応の断面積も低いです。

結合エネルギー：1759860  keV ベータ崩壊エネルギー：-382  keV

スピン: 3/2− 崩壊モード: ^227Acへのアルファ崩壊、その他

考えられる親核種：ベータ線は^231Th、EC線は^231U、アルファ線は^235Np。

プロトアクチニウム233もトリウム燃料サイクルの一部です。これは、トリウム233（天然のトリウム232から中性子捕獲によって生成される）とウラン233（トリウムサイクルの核分裂性燃料）の間のベータ崩壊の中間生成物です。^{[ 21 ]トリウムサイクル原子炉の設計の中には、 233Pa}がさらに中性子捕獲されて燃料として役に立たない^234Paと^234Uを生成するのを防ぐようにしているものもあります。

プロトアクチニウム234はウラン系列に属し、半減期は6.70時間である。1921年にオットー・ハーンによって発見された。 ^{[ 22 ]}

• 同位体質量は以下から得られます。
  • 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N UBASE評価」 、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode : 2003NuPhA.729....3A、doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
• 同位体組成と標準原子質量は以下から引用：
  • de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "元素の原子量。レビュー 2000 (IUPAC 技術報告)" . Pure and Applied Chemistry . 75 (6): 683– 800. doi : 10.1351/pac200375060683 .
  • Wieser, Michael E. (2006). "元素の原子量 2005 (IUPAC 技術報告)" . Pure and Applied Chemistry . 78 (11): 2051– 2066. doi : 10.1351/pac200678112051 .
• 「ニュースとお知らせ：標準原子量の改訂」国際純正・応用化学連合2005年10月19日
• 半減期、スピン、および異性体データは、以下の情報源から選択した。
  • 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N UBASE評価」 、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode : 2003NuPhA.729....3A、doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
  • ホールデン、ノーマン E. (2004). 「11. 同位体表」。デイビッド R. ライド編『CRC 化学・物理ハンドブック（第85版）』所収。フロリダ 州ボカラトン：CRC Press。ISBN 978-0-8493-0485-9。
  • 国立核データセンター。「NuDat 3.0データベース」。ブルックヘブン国立研究所。