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19 関係: 原子量、半減期、同位体、崩壊系列、ネプツニウムの同位体、ネプツニウム系列、ポロニウム、ポロニウム209、プルトニウム241、ビスマス209、ベータ崩壊、アルファ崩壊、タリウム、タリウムの同位体、鉛、電子捕獲、核異性体、核異性体転移、2003年。
原子量
原子量（げんしりょう、英: atomic weight）または相対原子質量（そうたいげんししつりょう、英:relative atomic mass）とは、「一定の基準によって定めた原子の質量」原子量、『理化学事典』、第5版、岩波書店。ISBN 978-4000800907。である。 その基準は歴史的変遷を経ており、現在のIUPACの定義によれば1個の原子の質量の原子質量単位に対する比であり、Eを原子や元素を表す記号として Ar(E) という記号で表される。すなわち12C原子1個の質量に対する比の12倍である。元素に同位体が存在する場合は核種が異なるそれぞれの同位体ごとに原子の質量が異なるが、ほとんどの元素において同位体存在比は一定なので、原子量は存在比で補正された元素ごとの平均値として示される。同位体存在比の精度が変動するため、公示されている原子量の値や精度も変動する。 質量と質量との比なので比重と同様に無次元量だが、その数値は定義上、1個の原子の質量を原子質量単位で表した値に等しい。また物質量が1molの原子の質量をg単位で表した数値、すなわちg·mol−1単位で表した原子のモル質量をモル質量定数 1 g·mol−1 で除して単位を除去した数値にも等しい。 同位体存在比は、精度を高めると試料の由来（たとえば産地、地質学的年代）によって厳密には異なる。測定精度の向上と各試料の全天然存在量予測の変動により、同位体存在比の精度が変動する。そのことによりIUPACの下部組織である (CIAAW) により定期的に「原子量表」の改訂が発表され、これが「標準原子量」と呼ばれている。その改訂は隔年で行われ、奇数年に発表されている。日本化学会原子量小委員会はこの表をもとに原子量表を作成し、日本化学会会誌「化学と工業」4月号で毎年発表している。 原子量表の改定や試料間の原子量の差異があるとは言え、有効数字3桁程度では大部分の元素の原子量は十分に安定している(主な例外: リチウム、水素)。そのため、化学反応等においては、実用上は問題を生じない。一方、精密分析や公示文書の値を計算する場合は、最新の原子量表の値を使うべきである。 1961年まで、物理学では16Oの質量を、化学では天然同位体比の酸素の質量を基準としていた。.
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半減期
半減期（はんげんき、half-life）とは、ある放射性同位体が、放射性崩壊によってその内の半分が別の核種に変化するまでにかかる時間を言う。.
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同位体
同位体（どういたい、isotope；アイソトープ）とは、同一原子番号を持つものの中性子数（質量数 A - 原子番号 Z）が異なる核種の関係をいう。この場合、同位元素とも呼ばれる。歴史的な事情により核種の概念そのものとして用いられる場合も多い。 同位体は、放射能を持つ放射性同位体 (radioisotope) とそうではない安定同位体 (stable isotope) の2種類に分類される。.
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崩壊系列
崩壊系列（ほうかいけいれつ、Decay chain、decay series)、または放射性系列(radioactive series）とは、原子物理学において、放射性崩壊によって生じる個々の放射性の崩壊生成物について、同じ核種をたどるものごとに一連の核種変換を系列としてまとめたものである。.
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ネプツニウムの同位体
ネプツニウム(Np)は安定同位体を持たない。そのため標準原子量を定めることはできない。 19種の放射性同位体が特徴づけされており、もっとも安定な同位体は半減期214万年の237Npであり、次いで半減期15.4万年の236Np、そして半減期396.1日の235Npと続く。その他の同位体は半減期が4.5日以下であり、そのほとんどが50分以下である。また、4種の核異性体があり、もっとも安定なのは236mNp (t½ 22.5 時間)である。 ネプツニウムの同位体質量の範囲は225.0339 u (225Np) から 244.068 u (244Np)まで。.
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ネプツニウム系列
ネプツニウム系列（ねぷつにうむけいれつ、Neptunium series）は、ネプツニウム237からタリウム205までの崩壊過程のことである。ネプツニウム系列に属する核種の質量数はnを整数とすると4n+1で表すことができるので4n+1系列ともいう。親核種であるネプツニウム237の半減期が200万年程度しかなく子孫核種の半減期はそれよりも短いため、ネプツニウム系列の同位体は最終系列核種のビスマス209とタリウム205を除いて、ほとんど現存していない。そのため、自然界で確認できる他の3つの崩壊系列に対して発見が遅れ、「ミッシング･シリーズ」と呼ばれていたが、1947年にプルトニウム241を起点とする崩壊系列として発見された。因みに自然界に於いては、ウラン鉱の中から極微量のネプツニウム237が核種崩壊の際の副産物としてしばしば発見されるため、わずかながら自然界に於いても確認されている。.
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ポロニウム
ポロニウム（polonium）は原子番号84の元素。元素記号は Po。漢字では。安定同位体は存在しない。第16族元素の一つ。銀白色の金属（半金属）。常温、常圧で安定な結晶構造は、単純立方晶 (α-Po)。36 以上で立方晶から菱面体晶 (β-Po) に構造相転移する。.
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ポロニウム209
ポロニウム209 (Polonium-209・209Po) とは、ポロニウムの同位体の1つ。.
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プルトニウム241
400x400ピクセル プルトニウム241（Pu）はプルトニウムの同位体で、プルトニウム240（Pu）が中性子を捕獲することにより生じる。PuはPuと異なり核分裂性で、 中性子吸収断面積は239Puより3割ほど大きい。中性子を吸収すると約73%の確率で核分裂を起こし、起こさなかった場合はプルトニウム242（Pu）になる。一般に、中性子数が奇数の同位体に中性子を照射した場合には核分裂と中性子捕獲の両方が起きるが、中性子数が偶数の同位体では核分裂は起こらず中性子を吸収するだけのことが多い。.
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ビスマス209
ビスマス209(Bismuth-209)は、最も長い半減期を持つビスマスの同位体である。83個の陽子と126個の中性子からなり、原子量は208.9803987 uである。天然にはビスマスの同位体は5つの同位体が存在するが、このビスマス209を除いた他の4つの同位体は、いずれも半減期が非常に短い。このため、天然の全てのビスマスはこの同位体のみ存在するとみなしてもよい。ビスマスの同位体はいずれも、壊変系列の崩壊過程によって発生する物で、ビスマス209も、鉛209がベータ崩壊した際の産物として生成する。 ビスマス209は長い間、全ての元素で最も重い安定原子核であると考えられてきたが、2003年にオルセーのInstitut d’Astrophysique Spatialeで研究を行うノエル・コロンらが、ビスマス209はアルファ崩壊することを示した。崩壊により、3.14MeVのアルファ粒子が生成され、原子はタリウム205に変換する。その半減期は約1.9×1019年であり、これは現在推測されている宇宙の年齢より10億倍以上も長い。 非常に長い半減期を持つため、ビスマス209の使用に際しては、安定な非放射性同位体であるかのように扱われる。ビスマス209が崩壊した記録はあるが、実験的に観測された最も長い半減期の元素は、ビスマスではなく、2.2 x 1024年と推定される半減期で二重ベータ崩壊を起こすテルル128である。 漸近巨星分枝の赤色巨星ではs過程が進行し、ビスマス209は中性子捕獲で形成される最も重い元素である。これより重い全ての元素は、超新星爆発から15分以内のr過程で形成される。.
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ベータ崩壊
ベータ崩壊（ベータほうかい、beta decay）とは、放射線としてベータ線（電子）を放出する放射性崩壊の一種である。 後にベータ線のみを放出するとするとベータ線のエネルギーレベルの連続性を説明できないことから、電子（ベータ線）と同時にニュートリノと呼ばれる粒子も放出する弱い相互作用の理論として整理された。.
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アルファ崩壊
アルファ崩壊（アルファほうかい、α崩壊、alpha decay）とは、放射線としてアルファ線（α線）を放出する放射性崩壊の一種である。アルファ崩壊が発生する原因は量子力学におけるトンネル効果である。.
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タリウム
タリウム（thallium）は原子番号81の元素。元素記号は Tl。第13族元素の一つ。硫化鉱物（硫化バナジウムや黄鉄鉱）中に微量に存在するため、銅、鉛、亜鉛の硫化鉱物の精錬副産物から回収し得る。.
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タリウムの同位体
タリウム(Tl)は25種類の同位体を持ち、原子量の範囲は184から210である。203Tlと205Tlは安定同位体であり、204Tlは半減期（3.78年）が最も長い放射性同位体である。202Tl（半減期12.23日）はサイクロトロンで作ることができるが、204Tl（半減期3.78年）は原子炉で安定なタリウムから中性子放射化により作ることになる。標準原子量は204.3833(2) uである。 タリウムの同位体のうち、アクチニウム系列、ラジウム系列、トリウム系列に属する同位体は以下の別名でも知られている：.
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鉛
鉛（なまり、lead、plumbum、Blei）とは、典型元素の中の金属元素に分類される、原子番号が82番の元素である。なお、元素記号は Pb である。.
電子捕獲
電子捕獲（でんしほかく、electron capture、EC）とは、原子核の放射性崩壊の一種である。電子捕獲では、電子軌道の電子が原子核に取り込まれ、捕獲された電子は原子核内の陽子と反応し中性子となり、同時に電子ニュートリノが放出される。捕獲される電子は普通はK軌道の電子であるが、L軌道やM軌道の電子が捕獲される場合もある。.
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核異性体
核異性体（かくいせいたい、Nuclear isomer）とは、原子核がある程度の時間、励起した状態を保っている原子核のことである培風館『物理学辞典』p 82丸善『物理学大辞典』p 175-176丸善『物理学大辞典』p 181。 ここで言う励起とは、通常よく言われる電子が受ける電磁気力に基づく原子が励起した状態のことではなく、原子核内の陽子や中性子の間に働く強い力（核力）に基づく原子核のエネルギー状態を意味する。 また原子核レベルのことなので、ある程度の時間というのは通常、10-6(100万分の1)秒から長くて秒単位である。ただし、まれには秒単位をはるかに超えて長いものもある。 核異性体は、あるいは異性核、核異性、準安定核とも言う。.
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核異性体転移
核異性体転移（英語:Isomeric transition、ITとも略記）とは、励起された原子核（核異性体）に起こる、ガンマ線の放出を伴う放射性崩壊（ガンマ崩壊）の形式の一種である。 例えば核分裂や核融合、アルファ崩壊やベータ崩壊などの核反応の直後の原子核は、エネルギーの高い励起状態にあることがある。 この励起した原子核（励起核）の持つ余分なエネルギーはガンマ線の放出によって解放され、原子核はよりエネルギーの低い励起状態、あるいはエネルギーが最低の基底状態へと戻る。 この現象は励起後、即時にガンマ線を放出するガンマ崩壊と同じであるが、励起された状態をある程度の時間継続する核異性体が関わると言う点で、通常のガンマ崩壊と区別して核異性体転移と呼ばれる。 放出されたガンマ線は通常そのまま原子外に放射されるが、光電効果により原子内の束縛電子にガンマ線のエネルギーを転移させ、高エネルギー電子として原子からはじき出すこともある。 これはまた、励起核が、原子核内部にも存在確率を有するS殻電子に、励起核のエネルギーを直接受け渡して放出する内部転換とも類似するが、どの束縛電子が放出されるかという点で別のメカニズムであり混同するべきではない。.
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2003年
この項目では、国際的な視点に基づいた2003年について記載する。.
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