タンタルの同位体

天然タンタル（_73Ta）は、観測上安定な^181Ta（99.988%）と^180mTa（0.012%）の2つの同位体から構成されています。

また、既知の人工放射性同位体は35 種類あり、その中で最も寿命が長いのは半減期 1.82 年の¹⁷⁹ Ta、半減期 114.74 日の¹⁸² Ta、半減期 5.1 日の^{183 Ta、半減期 56.46 時間の177} Ta です。その他の同位体の半減期は 1 日未満で、ほとんどは 1 時間未満です。また、多数の異性体があり、その中で最も安定なもの ( ^180m Ta を除く) は半減期 15.8 分である^{182m2 Ta です。タンタルのすべての同位体および}核異性体は、放射性であるか、または観測的に安定しています。つまり、放射性であると予測されていますが、実際の崩壊は観測されていません。

タンタルは核兵器の「塩化」材料として提案されている（コバルトは別の、よりよく知られた塩化材料である）。タンタル製のジャケットは、兵器の強力な高エネルギー中性子束によって照射されると、放射性同位体¹⁸²に変化する。タンタル核融合は、崩壊ごとに約1.12 MeVのガンマ線を生成し、数ヶ月にわたって兵器の放射性降下物の放射能を著しく増加させる。このような兵器が製造、試験、使用されたことは知られていない。^{[ 4 ]} 

核種^180mタンタル（mは準安定状態を表す）は、基底状態よりも安定な数少ない核異性体の1つである。この点ではタンタルだけが特異なわけではないが（この性質はビスマス210m（^210m Bi）やアメリシウム242m（^{242m Am）など他の核種にも見られる）、}観測的に安定であるという点で例外的である。崩壊​​はこれまで一度も観測されていない。対照的に、基底状態の核種^{180タンタルは}タンタルの半減期はわずか8時間である。

^{180メートル}タンタルは、 ¹⁸⁰の基底状態への異性体遷移という3つの方法で崩壊するのに十分なエネルギーを持っています。Taはベータ崩壊して¹⁸⁰になりますW、または電子^捕獲180Hf ^{。しかし、これらの理論的に可能な崩壊モードからの放射能はこれまで観測されたことがない。2023年現在、 180m} Taの半減期は実験観測から少なくともと計算されている。2.9 × 10¹⁷ ( ²⁹⁰京) 年。^{[ 8 ] [ 11 ] [ 12 ] 180m}の非常にゆっくりとした崩壊Taは、その高いスピン (9 単位) と、より低いエネルギー準位のスピンが低いことに起因する。ガンマ崩壊またはベータ崩壊では、1 段階で多くの角運動量単位が除去される必要があるため、そのプロセスは非常に遅くなる。^{[ 13 ]}ガンマ崩壊またはベータ崩壊の同様の抑制は、比較的寿命の短いアルファ放出体である^210m Biでも発生する。 ^{[ 14 ]}

この安定性のおかげで、^180mタンタルは原始核種であり、自然界に存在する唯一の核異性体です（短寿命の放射性核種および宇宙線生成核種を除く）。これは、マッタウチ同重体規則の2つの明らかな違反のうちの1つであり、もう1つはテルル-123に関するものです。また、安定同位体を持つ元素の中で、宇宙で観測された最も希少な原始核種でもあります。熱エネルギーk _B T =のs過程恒星環境では、26 keV  (すなわち温度 3 億ケルビン) では、核異性体は完全に熱平衡状態になると予想され、¹⁸⁰ Ta はスピン状態間で平衡状態になり、全体の半減期は 11 時間になると予測される。^{[ 15 ]}

これは、陽子の数と中性子の数の両方が奇数である安定核種のわずか5つのうちの1つであり、他の4つの安定奇数^奇数核種は2H ^、 6Li ^、 10B ^、 14Nである。^{[ 16 ]}

タンタル以外の娘製品

• タングステンの同位体
• ハフニウムの同位体
• ルテチウムの同位体