ナトリウムの同位体

ナトリウムの同位体（₁₁ Na）
標準原子量 A r °(Na)
	22.989 769 28 ± 0.000 000 02; 22.990 ± 0.001 （要約）;
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ナトリウム（_11Na）には20の同位体があり、¹⁷
ナト³⁹
Na（まだ知られていない^36Naと^38Naを除く）^[4]と5つの異性体（2つは²²
Na、およびそれぞれ1つずつ²⁴
な、²⁶
ナ、そして³²
ナ）。²³
Naは唯一の安定な（そして唯一の原始的な）同位体である。モノアイソトピック元素と考えられており、標準原子量は22.989 769 28 (2)。ナトリウムには2つの放射性宇宙線同位体（²²
Na、半減期は2.6019(6) 年; ^{[注 1]}および²⁴
Na、半減期は14.9560(15) h）。これら2つの同位体を除いて、他のすべての同位体の半減期は1分未満、ほとんどが1秒未満です。最も短いのは結合していない同位体です。¹⁸
Na、半減期は1.3(4) × 10 ⁻²¹^{秒（ただし同様に結合していない17Na}の半減期は測定されていない）。

急性中性子放射線被曝（例えば、核臨界事故による）は、安定な中性子の一部を²³
ヒトの血漿中のNa （Na ⁺イオンの形態）は²⁴
Na。この同位体の濃度を測定することで、被害者への中性子放射線量を計算できます。

²²
Na は半減期が非常に長い陽電子放出同位体です。陽電子放出断層撮影の試験対象物や点源を作成するために使用されます。

同位体のリスト

^ ^m Na – 励起核異性体。
^ ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。
^ # – # でマークされた原子質量: 値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されました。
^ ab # – # でマークされた値は、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核種の傾向 (TNN) から導き出されたものです。
^ 崩壊のモード:
^ 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。
^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。
^ 示されている崩壊モードは観測されているが、その強度は実験的には分かっていない。
^ ab 宇宙線生成核種
^ abcdefghi 示されている崩壊モードはエネルギー的には許容されますが、この核種で発生することは実験的に観察されていません。

ナトリウム-22

ナトリウム22はナトリウムの放射性同位体であり、陽電子放出を受けて²²
半減期が2.6019(6)年。²²
Naは、重水素の核融合を触媒するミューオンを生成するための「冷たい陽電子」（反物質）の効率的な発生源として研究されている。^[^要出典^]また、陽電子消滅分光法における陽電子源としてもよく使用される。^[7]

ナトリウム-23

ナトリウム23は、原子量が22.98976928のナトリウム同位体です。ナトリウムの唯一の安定同位体であり、唯一の原始同位体でもあります。その豊富さから、ナトリウム23は材料科学や電池研究を含むさまざまな研究分野で核磁気共鳴に使用されています。 ^[8]ナトリウム23の緩和は、陽イオン-生体分子相互作用、細胞内および細胞外ナトリウム、電池内のイオン輸送、量子情報処理の研究に応用されています。^[9]

ナトリウム-24

ナトリウム24は放射性であり、中性子活性化によって一般的なナトリウム23から生成されます。半減期は14.9560(15) 時間、²⁴
Naは崩壊して²⁴
Mgは電子と2本のガンマ線を放出して消滅する。^[10]^[11]

人体が強力な中性子放射線にさらされると、²⁴
血漿中のNa。その量を測定すれば、患者の吸収放射線量を判定できる。^[11]これを利用して、必要な治療の種類を判定できる。

高速増殖炉の冷却材としてナトリウムを使用すると、²⁴
Naが生成され、冷却材が放射性になります。²⁴
Naが崩壊すると、冷却剤中にマグネシウムが蓄積します。半減期が短いため、²⁴
冷却材のナトリウム部分は、原子炉から取り出された後、数日以内に放射性を失います。一次ループから高温のナトリウムが漏れると、空気に触れると発火し（水に触れると爆発する）、放射性火災を引き起こす可能性があります^[12]。このため、一次冷却ループは格納容器の中にあります。

ナトリウムは塩爆弾のケースとして提案されている。²⁴
Naは数日間にわたって強力なガンマ線放射を発生する。^[13]^[14]

注記

^ ab NUBASE2020では、年と他の時間単位の変換にグレゴリオ暦ではなく熱帯年を使用していることに注意してください。NUBASE2020 における年と他の時間単位の関係は次のとおりです。1 y = 365.2422 d = 31 556 926 s

参考文献

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^ グレイ、T.J.オールモンド、J.M.徐、Z。キング、T.T.ルブナ、R.S.クロフォード、H.L.トリパティ、V.クライダー、BP;グジヴァチ、R.リディック、S.N.マキャベリ、A.O.宮城哲也;ポーベス、A.アンダリブ、A.アルゴ、E.ベネッティ、C.バタチャリヤ、S.キャンベル、C.M.カーペンター、MP。チャン、J.チェスター、A.クリスティ、J.クラーク、B.R.コックス、I.ドゥーチュ、A.A.ドッファー、J.ドゥアルテ、J.G.ファロン、P.フロッチャー、A.ガバラ、T.ハーク、J.T.ハイデマン、J.ヒューゲン、H.ホルト、J.D.ジェイン、R.北村直也；コロス、Ｋ．コンデフ、F.G.ラミナック、A.ロングフェロー、B.ルイテル、Ｓ．マドゥルガ、M.マハジャン、R.ミズーリ州モガンナム。モース、C.ノイパネ、S.ノウィッキー、A.オグンベク、T.H. W.-J.オング;ポルツィオ、C.プロコップ、C.J.ブリティッシュコロンビア州ラスコ。ローニング、E.K.ルビノ、Ｅ．ルーランド、T.J.リカチェフスキ、K.P.シャエディグ、L.セウェリニアック、D.シーグル、Ｋ．シン、M。スタッチベリー、A.E.テイバー、Ｓ．Ｌ．タン、T.L. Wheeler, T.; Winger, J. A.; Wood, J. L. (2023年6月13日). 「FRIBで観測されたN = 20形状反転島におけるマイクロ秒異性体」. Physical Review Letters . 130 (24). arXiv : 2302.11607 . doi : 10.1103/PhysRevLett.130.242501.
^ Saro, Matúš; Kršjak, Vladimír; Petriska, Martin; Slugeň, Vladimír (2019-07-29). 「GEANT4 を使用した陽電子消滅測定におけるナトリウム 22 源寄与の決定」AIP 会議議事録. 2131 (1): 020039. Bibcode :2019AIPC.2131b0039S. doi :10.1063/1.5119492. ISSN 0094-243X. S2CID 201349680.
^ 後藤一馬 (2021年2月8日). 「Naイオン電池および材料の23Na固体NMR分析」.バッテリー＆スーパーキャップ. 4 (8): 1267–127. doi :10.1002/batt.202000295. S2CID 233827472.
^ Song, Yifan; Yin, Yu; Chen, Qinlong; Marchetti, Alessandro; Kong, Xueqian ( 2023). 「23Naリラクソメトリー：理論と応用の概要」。磁気共鳴レター。3 (2): 150–174。doi ：10.1016/ j.mrl.2023.04.001。
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^ ab エケンダール、ダニエラ;ルボビッチ、ピーター。ジュレブチク、パベル。フプカ、イワン。フムル、オンドジェ。ベチコヴァ、ヴェラ;マラ、ヘレナ（2019年11月7日）。「人間の血液と毛髪のサンプルを使用した中性子の線量評価」。放射線防護線量測定。186 (2-3): 202-205。土井：10.1093/rpd/ncz202。PMID 31702764。
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外部リンク

バークレー研究所同位体プロジェクトのナトリウム同位体データ

[6] Na – 励起核異性体。

[8] ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。

[TMS-9] # – # でマークされた原子質量: 値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されました。

[TNN-10] # – # でマークされた値は、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核種の傾向 (TNN) から導き出されたものです。

[11] 崩壊のモード:

[12] 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。

[13] ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。

[decay_mode_2-14] 示されている崩壊モードは観測されているが、その強度は実験的には分かっていない。

[t-15] 宇宙線生成核種

[decay_mode_1-16] 示されている崩壊モードはエネルギー的には許容されますが、この核種で発生することは実験的に観察されていません。

[NUBASE2020_tropical_year-5] NUBASE2020では、年と他の時間単位の変換にグレゴリオ暦ではなく熱帯年を使用していることに注意してください。NUBASE2020 における年と他の時間単位の関係は次のとおりです。1 y = 365.2422 d = 31 556 926 s

[NUBASE2020-1] Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」（PDF） . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.

[2] 「標準原子量：ナトリウム」CIAAW . 2005年。

[CIAAW2021-3] 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). 「元素の標準原子量2021（IUPAC技術レポート）」.純粋および応用化学. doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.

[RikenNa39-4] Ahn, DS; et al. (2022-11-14). 「39Naの発見」. Physical Review Letters . 129 (21) 212502: 212502. Bibcode :2022PhRvL.129u2502A. doi : 10.1103/PhysRevLett.129.212502 . PMID 36461972. S2CID 253591660.

[AME2020_II-7] 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.

[17] グレイ、T.J.オールモンド、J.M.徐、Z。キング、T.T.ルブナ、R.S.クロフォード、H.L.トリパティ、V.クライダー、BP;グジヴァチ、R.リディック、S.N.マキャベリ、A.O.宮城哲也;ポーベス、A.アンダリブ、A.アルゴ、E.ベネッティ、C.バタチャリヤ、S.キャンベル、C.M.カーペンター、MP。チャン、J.チェスター、A.クリスティ、J.クラーク、B.R.コックス、I.ドゥーチュ、A.A.ドッファー、J.ドゥアルテ、J.G.ファロン、P.フロッチャー、A.ガバラ、T.ハーク、J.T.ハイデマン、J.ヒューゲン、H.ホルト、J.D.ジェイン、R.北村直也；コロス、Ｋ．コンデフ、F.G.ラミナック、A.ロングフェロー、B.ルイテル、Ｓ．マドゥルガ、M.マハジャン、R.ミズーリ州モガンナム。モース、C.ノイパネ、S.ノウィッキー、A.オグンベク、T.H. W.-J.オング;ポルツィオ、C.プロコップ、C.J.ブリティッシュコロンビア州ラスコ。ローニング、E.K.ルビノ、Ｅ．ルーランド、T.J.リカチェフスキ、K.P.シャエディグ、L.セウェリニアック、D.シーグル、Ｋ．シン、M。スタッチベリー、A.E.テイバー、Ｓ．Ｌ．タン、T.L. Wheeler, T.; Winger, J. A.; Wood, J. L. (2023年6月13日). 「FRIBで観測されたN = 20形状反転島におけるマイクロ秒異性体」. Physical Review Letters . 130 (24). arXiv : 2302.11607 . doi : 10.1103/PhysRevLett.130.242501.

[18] Saro, Matúš; Kršjak, Vladimír; Petriska, Martin; Slugeň, Vladimír (2019-07-29). 「GEANT4 を使用した陽電子消滅測定におけるナトリウム 22 源寄与の決定」AIP 会議議事録. 2131 (1): 020039. Bibcode :2019AIPC.2131b0039S. doi :10.1063/1.5119492. ISSN 0094-243X. S2CID 201349680.

[19] 後藤一馬 (2021年2月8日). 「Naイオン電池および材料の23Na固体NMR分析」.バッテリー＆スーパーキャップ. 4 (8): 1267–127. doi :10.1002/batt.202000295. S2CID 233827472.

[20] ^ Song, Yifan; Yin, Yu; Chen, Qinlong; Marchetti, Alessandro; Kong, Xueqian ( 2023). 「23Naリラクソメトリー：理論と応用の概要」。磁気共鳴レター。3 (2): 150–174。doi ：10.1016/ j.mrl.2023.04.001。

[21] 「ナトリウム-24」。ブリタニカ百科事典。

[neutron-dose-assessment-22] エケンダール、ダニエラ;ルボビッチ、ピーター。ジュレブチク、パベル。フプカ、イワン。フムル、オンドジェ。ベチコヴァ、ヴェラ;マラ、ヘレナ（2019年11月7日）。「人間の血液と毛髪のサンプルを使用した中性子の線量評価」。放射線防護線量測定。186 (2-3): 202-205。土井：10.1093/rpd/ncz202。PMID 31702764。

[23] LMFR運転中の異常事態、1998年11月9～13日にウィーンで開催された技術委員会会議議事録、IAEA。84、122ページ。

[24] 「サイエンス：終末論」。タイム誌。1961年11月24日。2016年3月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[25] Clark, WH (1961). 「化学および熱核爆発物」. Bulletin of the Atomic Scientists . 17 (9): 356–360. Bibcode :1961BuAtS..17i.356C. doi :10.1080/00963402.1961.11454268.