核種表

核種表または核種チャートは、元素の同位体の2次元グラフであり、一方の軸は中性子の数（記号N）を表し、もう一方の軸は原子核内の陽子の数（原子番号、記号Z）を表します。したがって、グラフにプロットされた各点は、既知または仮説上の化学元素の核種を表します。核種の順序付けのこのシステムは、元素のみを示し同位体を示していない、よりよく知られている周期表よりも、同位体の特性についてより深い洞察を提供します。核種チャートは、イタリアの物理学者エミリオ・セグレにちなんでセグレチャートとも呼ばれます。^[1]

核種チャートまたは表は、元素の同位体を区別しながら、核種の核的または放射性の挙動をマップします。これは、同位体（同じ元素の変種である核種）は、水素を除いて化学的に有意な差がないため、化学的挙動のみをマップする周期表とは対照的です。核種チャートは、中性子と陽子のドリップラインの限界まで、X軸に沿って中性子の数で核種を整理し、Y軸に沿って陽子の数で核種を整理します。この表現は、1934年にKurt Guggenheimer ^[2]によって最初に発表され、1935年にGiorgio Fea、^{[3] 1945年に}Emilio Segrè、またはGlenn Seaborgによって拡張されました。1958年に、Walter Seelmann-EggebertとGerda PfennigがKarlsruhe Nuclide Chartの初版を出版しました。 2006年に第7版が発行されました。現在、いくつかの核種チャートが存在し、そのうちカールスルーエ核種チャート、ストラスブール万国核種チャート、日本原子力研究開発機構（JAEA）の核種チャート、米国ノルズ原子力研究所の核種チャートの4つが広く配布されています。 ^[4]これは原子力コミュニティの基本的なツールとなっています。

このセクションの傾向は、次のグラフを参照しています。このグラフでは、Zが右に増加し、N が下方向に増加しており、上記の横長方向のグラフを時計回りに 90 度回転させています。

• 同位体とは、陽子の数は同じだが中性子の数が異なる核種です。つまり、原子番号は同じであり、したがって同じ化学元素です。同位体は垂直に隣接しています。上の表の例として、炭素 12、炭素 13、炭素 14 が挙げられます。
• 同位体とは、中性子の数は同じだが陽子の数が異なる核種です。同位体は水平方向に隣接しています。上の表の例として、炭素 14、窒素 15、酸素 16 などがあります。
• 同重体とは、核子の数（つまり質量数）は同じだが、陽子と中性子の数が異なっている核種のことです。同重体は、左下から右上に向かって対角線上に隣接しています。上の表の例として、炭素 14、窒素 14、酸素 14 などがあります。
• 等透析核種は、中性子と陽子の数の差 ( N  −  Z ) が同じ核種です。等圧線と同様に、等透析核種は対角線を描きますが、等圧線に対して直角 (左上から右下へ) です。例としては、ホウ素 10、炭素 12、窒素 14 (各ペアでN  −  Z  = 0)、またはホウ素 12、炭素 14、窒素 16 (各ペアでN  −  Z  = 2) などがあります。
• 左下にある中性子ドリップラインを超えると、核種は中性子放出によって崩壊します。
• 右上の陽子ドリップラインを超えると、核種は陽子放出によって崩壊します。ドリップラインは一部の元素についてのみ確立されています。
• 安定島は、他の超ウラン元素よりもはるかに安定した同位体を含む、右上の核種クラスター内の仮想的な領域です。
• 表から容易にわかるように、原子番号が 20 より大きい (つまりカルシウム)原子核には、陽子と中性子の数が等しい安定した核種は存在しません。原子番号が大きい原子核は、安定するために過剰な中性子を必要とします。
• 陽子と中性子の数が奇数である安定した核種は、水素2、リチウム6、ホウ素10、窒素14、および（観測上）タンタル180mのみです。これは、このような原子の質量エネルギーが通常、同じ等重体連鎖上の隣接する原子よりも高いため、そのほとんどはベータ崩壊に対して不安定であるためです。
• 質量数 5 または 8 の安定核種は存在しません。質量数 208 までのその他のすべての質量数には安定核種が存在します。ただし、質量数 147 と 151 は例外で、これらは非常に長寿命のサマリウム 147とユーロピウム 151で代表されます。(ビスマス 209 は2003 年に放射性であることが判明しましたが、半減期は 1.9×10 ¹⁹年です。)
• テルル 123とアンチモン 123のペアを除いて、奇数の質量数は 1 つ以上の安定核種によって表されることはありません。これは、質量エネルギーが原子番号の凸関数であるため、1 つを除く奇数同重体連鎖上のすべての核種は、ベータ崩壊によって崩壊できるよりエネルギーの低い隣接核種を持つためです。マタウチ同重体則を参照してください。( ^{123 Te は123} Sbに崩壊すると予想されますが、半減期が非常に長いため、崩壊は観測されたことがありません。)
• 原子番号がZ  = 82（鉛）より大きい安定した核種は存在しませんが[ ^{5] 、}ビスマス（Z  = 83）は人間の実用的な目的には安定しており、トリウム（Z  = 90）とウラン（Z  = 92）は地球上に大量に存在できるほど長寿命です。原子番号1から82までの元素にはすべて安定同位体が存在しますが、テクネチウム（Z  = 43）とプロメチウム（Z  = 61）は例外です。

利便性のため、Wikipedia ではデータの 3 つの異なるビューが提供されています。2 セットの「セグメント化された表」と 1 つの「統合された表 (すべての要素)」です。統合された表では、陽子/中性子数の傾向を簡単に視覚化できますが、水平方向と垂直方向の同時スクロールが必要です。セグメント化された表では、スクロールを少なくして特定の化学元素を簡単に調べることができます。異なるセクション間をすばやく移動するためのリンクが用意されています。

• 核種表（細分化、狭幅）
• 核種表（セグメント化、ワイド）

下の核種表には、半減期が少なくとも1日である核種（しばしば「同位体」と呼ばれるが、この用語は正確には同じ原子番号を持つ核種を指す。上記参照）が示されている。 ^[6]左から右に原子番号が増加するように、上から下に 中性子数が増加するように並べられている。

セルの色は各核種の半減期を示します。境界線がある場合、その色は最も安定した核異性体の半減期を示します。グラフィカル ブラウザーでは、各核種の半減期を示すツール ヒントも表示されます。各色は半減期の長さの特定の範囲を表し、境界線の色はその核異性体状態の半減期を示します。一部の核種には複数の核異性体があり、この表では最も長い半減期を持つものを示しています。点線の境界線は、その核種に基底状態の核種と同じ範囲の半減期を持つ核異性体があることを意味します。最初の数個の元素のいくつかの核種間の破線は、実験的に決定された陽子と中性子のドリップラインです。

ウィキメディア・コモンズには、核種の図表に関連するメディアがあります。

• 核種図2014（日本原子力研究開発機構）
• 核種のインタラクティブチャート（ブルックヘブン国立研究所）
• カールスルーエ核種チャート – 2018 年第 10 版
• Nucleonica ウェブ主導の核科学
• IAEA 核種ライブチャート
• モバイル用アプリ: Android または Apple – PC 用 核種のライブチャート - IAEA
• オーストラリア国立大学のエドワード・シンプソンによるカラフルな核種チャート
• 核種チャート (EnergyEducation.ca)
• 1999年1月までの韓国データからの核種チャートの別の例