シリコンの同位体

シリコン（₁₄ Si）には、質量数が22から46までの25の同位体が知られています。 ²⁸ Si（最も豊富な同位体で92.23%）、²⁹ Si（4.67%）、および³⁰ Si（3.1%）は安定しています。 最も長寿命の放射性同位体は³² Siで、アルゴンの宇宙線破砕によって生成されます。 その半減期は約150年（崩壊エネルギー0.21 MeV）と決定されており、ベータ放出によって³² P（半減期は14.27日）^[1]に崩壊し、次に³² Sに崩壊します。 ³² Siの次に半減期が長い のは^{31 Siで、157.3分です。}

シリコンの最も豊富な同位体であるシリコン28は、高濃度の場合、量子コンピュータの構築において特に興味深い。シリコンのサンプル中の²⁹ Siの存在は量子デコヒーレンスに寄与するからである。^{[7] 28} Siの極めて純粋な（> 99.9998%）サンプルは、シランガスからの²⁸ Siの選択的イオン化と堆積によって生成することができる。^[8]この方法で得られる極めて高い純度のため、アボガドロプロジェクトは、同位体の93.75 mm（3.691インチ）の球体を作成し、サンプル内の原子の正確な数を決定することによって、キログラムの新しい定義を開発しようとした。^{[9] [10]}

シリコン28はアルファ過程と酸素燃焼過程で恒星内で生成され、大質量星が超新星爆発する直前にシリコン燃焼過程を駆動します。^{[11] [12]}

シリコン29は、核スピン（I = 1/2）を持つ唯一の安定したシリコン同位体として注目されています。 ^[13]そのため、核磁気共鳴や超微細遷移の研究に利用することができ、例えば純粋なシリコンのいわゆるA中心欠陥の特性を研究することができます。^[14]

シリコン34は、半減期が2.8秒の放射性同位体である。^[1]通常のN  = 20閉殻に加えて、この原子核は強いZ = 14閉殻を示し、二重魔法球状原子核 のように振る舞うが、反転島の上に2つの陽子も位置している。^[15]シリコン34は珍しい「バブル」構造を持ち、陽子分布は表面近くよりも中心部で密度が低い。これは、2 s _1/2陽子軌道が基底状態ではほとんど空であるためである。これは、ほぼ満たされている³⁶ Sと異なる。 ^{[16] [17]}シリコン34は、クラスター崩壊放出粒子として知られているものの1つであり、 ²⁴² Cmの崩壊で生成され、分岐比は約1 × 10 ⁻¹⁶ . ^[18]

• バークレー研究所同位体プロジェクトのシリコン同位体データ