キュリウムの同位体

キュリウムの同位体（₉₆ Cm）
SF	–
CD	208 Pb
ε	243 Am
SF	–
SF	–
SF	–
SF	–
SF	–
α	246 Pu
β −	250 Bk
	表示; トーク; 編集;

キュリウム（₉₆ Cm）は、原子番号96の人工元素です。人工元素であるため、標準的な原子量を与えることはできず、安定同位体も存在しません。最初に合成された同位体は1944年に146個の中性子を持つ²⁴² Cmです

²³³ Cmから²⁵¹ Cmまでの19種類の放射性同位体が知られています。また、10種類の核異性体も知られています。最も長寿命の同位体は²⁴⁷ Cmで、半減期は1560万年です。これは、キュリウムを超える既知の同位体よりも桁違いに長く、r過程によって生成される可能性のある絶滅放射性核種として研究するのに十分な長さです。^[2]^[3]最も長寿命の既知の同位体は^246m Cmで、半減期は1.12秒です。

同位体一覧

核種 ^{[n 1]}	Z	N	同位体質量（Da）^[4]^{[n 2]}^{[n 3]}	半減期^[1] ^{[n 4]}	減衰モード^[1] ^{[n 5]}	娘同位体	スピンとパリティ^[1] ^{[n 6]}^{[n 4]}
核種 ^{[n 1]}	励起エネルギー^{[n 4]}			半減期^[1] ^{[n 4]}	減衰モード^[1] ^{[n 5]}	娘同位体	スピンとパリティ^[1] ^{[n 6]}^{[n 4]}
²³³センチメートル	96	137	233.05077(9)	27(10)秒	β ⁺ (80%)	²³³ Am	3/2+#
²³³センチメートル	96	137	233.05077(9)	27(10)秒	α (20%)	²²⁹ Pu	3/2+#
²³⁴センチメートル	96	138	234.050159(18)	52(9)秒	β ⁺ (71%)	²³⁴ Am	0+
					α (27%)	²³⁰ Pu
					SF（2％）	（各種）
²³⁵センチメートル	96	139	235.05155(11)#	7(3)分	β ⁺ ? (96%)	²³⁵ Am	5/2+#
²³⁵センチメートル	96	139	235.05155(11)#	7(3)分	α (4%)	²³¹ Pu	5/2+#
²³⁶ Cm	96	140	236.051372(19)	6.8(8)分	β ⁺ (82%)	²³⁶ Am	0+
²³⁶ Cm	96	140	236.051372(19)	6.8(8)分	α (18%)	²³² Pu	0+
²³⁷センチメートル	96	141	237.05287(8)	>10#分	α (?%)	²³³ Pu	5/2+#
^238cm	96	142	238.053082(13)	2.2(4) 時間	EC ? (96.11%)	²³⁸ Am	0+
					α (3.84%)	²³⁴ Pu
					SF (0.048%)	（各種）
²³⁹センチメートル	96	143	239.05491(16)	2.5(4) h	β ⁺	²³⁹ Am	7/2−#
²³⁹センチメートル	96	143	239.05491(16)	2.5(4) h	α (6.2x10 ⁻³ %)	²³⁵ Pu	7/2−#
²⁴⁰センチメートル	96	144	240.0555282(20)	30.4(37)日	α	²³⁶ Pu	0+
²⁴⁰センチメートル	96	144	240.0555282(20)	30.4(37)日	SF (3.9×10 ⁻⁶ %)	（各種）	0+
²⁴¹センチメートル	96	145	241.0576512(17)	32.8(2) d	EC (99.0%)	²⁴¹ Am	1/2以上
²⁴¹センチメートル	96	145	241.0576512(17)	32.8(2) d	α (1.0%)	²³⁷ Pu	1/2以上
^242cm	96	146	242.0588342(12)	162.8(2) d	α ^{[n 7]}	²³⁸ Pu	0+
					SF (6.2×10 ⁻⁶ %)	（各種）
					CD（1.1×10 ⁻¹⁴％）^{[n 8]}	²⁰⁸ Pb ³⁴ Si
^242m Cm	2800(100) keV			180(70) ns	SF?	（各種）
^242m Cm	2800(100) keV			180(70) ns	それ？	^242cm
²⁴³センチ	96	147	243.0613873(16)	29.1(1) 年	α (99.71%)	²³⁹ Pu	5/2+
					EC (0.29%)	²⁴³ Am
					SF（5.3×10 ⁻⁹ %）	（各種）
^243m Cm	87.4(1) keV			1.08(3) μs	IT	²⁴³センチ	1/2以上
²⁴⁴センチメートル	96	148	244.0627506(12)	18.11(3) 年	α	²⁴⁰ Pu	0+
²⁴⁴センチメートル	96	148	244.0627506(12)	18.11(3) 年	SF (1.37×10 ⁻⁴ %)	（各種）	0+
^244m1 cm	1040.181(11) keV			34(2) ms	IT	²⁴⁴センチメートル	6+
^244m² cm	1100(900)# keV			>500 ns	平方フィート	（各種）
²⁴⁵センチメートル	96	149	245.0654910(12)	8250(70)年	α	²⁴¹ Pu	7/2+
²⁴⁵センチメートル	96	149	245.0654910(12)	8250(70)年	SF (6.1×10 ⁻⁷ %)	（各種）	7/2+
^245m Cm	355.92(10) keV			290(20) ns	IT	²⁴⁵センチメートル	1/2以上
²⁴⁶ Cm	96	150	246.0672220(16)	4706(40) 年	α (99.97%)	²⁴² Pu	0+
²⁴⁶ Cm	96	150	246.0672220(16)	4706(40) 年	SF (0.02615%)	（各種）	0+
^246m Cm	1179.66(13) keV			1.12(24) s	IT	²⁴⁶ Cm	8−
²⁴⁷ cm	96	151	247.070353(4)	1.56(5) × 10 ⁷ 年	α ^{[n 9]}	²⁴³ Pu	9/2
^247m1 cm	227.38(19) keV			26.3(3) μs	IT	²⁴⁷ cm	5/2+
^247m² cm	404.90(3) keV			100.6(6) ナノ秒	IT	²⁴⁷ cm	1/2以上
²⁴⁸ cm	96	152	248.0723491(25)	3.48(6) × 10 ⁵ 年	α (91.61%) ^{[n 10]}	²⁴⁴ Pu	0+
²⁴⁸ cm	96	152	248.0723491(25)	3.48(6) × 10 ⁵ 年	SF (8.39%)	（各種）	0+
^248m Cm	1458.1(10) keV			146(18) μs	IT	²⁴⁸ cm	8−#
²⁴⁹ cm	96	153	249.0759540(25)	64.15(3) 分	β ⁻	²⁴⁹ Bk	1/2以上
^249m Cm	48.76(4) keV			23μs			7/2+
²⁵⁰ cm	96	154	250.078358(11)	8300# y ^{[n 11]}	SF ^{[n 12]}	（各種）	0+
					α (?%)	²⁴⁶ Pu
					β ^- (?%)	²⁵⁰ Bk
²⁵¹ Cm	96	155	251.082285(24)	16.8(2) 分	β ⁻	²⁵¹ページ	(3/2+)
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^ ^m Cm – 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。
^ # – 原子質量は # でマークされています。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ています。
^ abc # – # 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:
EC：電子捕獲
CD：クラスター崩壊
SF：自発核分裂
^ ( ) スピン値 – 弱い帰属引数を持つスピンを示します
^ 理論的にはβ ⁺ β ^{+崩壊して}²⁴² Puになる可能性がある
^ クラスター崩壊を起こす最も重い核種
^理論的には ²⁴⁷ Bk または SFへのβ ⁻崩壊が可能
^ 理論的にはβ ⁻ β ^{−崩壊して}²⁴⁸ Cfになる可能性がある
^ SFのみが半減期11,300年で観測されている。与えられた値は理論的にアルファ崩壊とベータ崩壊の分岐を推定したものであり、非常に不確実である。^[5]
^ 自発核分裂を主な崩壊モードとして起こすと（ほぼ確実に）知られている最も原子番号の小さい核種

アクチニド対核分裂生成物

半減期によるアクチニドと核分裂生成物 v t e
アクチニド^[6]崩壊系列による				半減期範囲（a）	²³⁵ Uの核分裂生成物（収量別^）[7]
4 n （トリウム）	4 n + 1 （ネプツニウム）	4 n + 2 （ラジウム）	4 n + 3 （アクチニウム）	半減期範囲（a）	4.5～7%	0.04～1.25%	0.001%未満
²²⁸ Ra^№				4～6 a		¹⁵⁵ Eu^þ
²⁴⁸ Bk^[8]				> 9 a
²⁴⁴ cm	²⁴¹^Pu	²⁵⁰ Cf	²²⁷ Ac^№	10～29 a	⁹⁰ Sr	⁸⁵ Kr	^113m Cd^þ
²³² U^ƒ		²³⁸ Pu^ƒ	²⁴³センチ^メートル	29～97 a	¹³⁷ Cs	¹⁵¹ Sm^þ	^121m Sn
	²⁴⁹ Cf	^242m^Am		141～351年	100年～21万年の範囲に半減期を持つ核分裂生成物はありません…
	²⁴¹午前		²⁵¹ Cf^ƒ^[9]	430～900
		²²⁶ Ra^№	²⁴⁷ Bk	1.3～1.6 ka
²⁴⁰ Pu	²²⁹ Th	²⁴⁶センチ^メートル	²⁴³午前	4.7～7.4 ka
	²⁴⁵ cm	²⁵⁰ cm		8.3
			²³⁹ Pu	24.1 ka
		²³⁰ Th^№	²³¹パ^№	32
²³⁶ Np	²³³^U	²³⁴ U^№		150～250万	⁹⁹ Tc^₡	¹²⁶ Sn
²⁴⁸ cm		²⁴² Pu		327～375万年前		⁷⁹セ^₡
				1.33 Ma	¹³⁵ Cs^₡
	²³⁷ Np			161～650万年前	ジルコニア⁹³	パラジウム¹⁰⁷
²³⁶ U			²⁴⁷ Cm	15～24 Ma		¹²⁹ I^₡
²⁴⁴ Pu				80 Ma	…1570万年以降も^[10]
²³²番		²³⁸ U^№	²³⁵ U^ƒ№	0.7～14.1 Ga	…1570万年以降も^[10]
₡、熱中性子捕獲断面積は8～50バーンの範囲です ƒ、核分裂性 №、主に天然放射性物質（NORM） þ、中性子毒（熱中性子捕獲断面積が3kバーン以上）

参考文献

^ abcd 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
^ コート、ブノワ;アイヒラー、マリウス。ヤグエ・ロペス、アンドレス。ヴァッシュ、ニコール。マンパワー、マシュー R.ビラーゴス、ブランカ。スース、ベンジャミン。Arcones, アルムデナ;スプラウス、トレバー M.サーマン、レベッカ。ピニャタリ、マルコ。ペトゥー、マリア K.ウェーマイヤー、ベンジャミン。ラウッシャー、トーマス。ルガロ、マリア（2021年2月26日）。「隕石中の¹²⁹ I と²⁴⁷ Cm は、太陽の r 過程元素の最後の天体物理的源を制約します。」科学。371 (6532 ) : 945–948。arXiv : 2006.04833 。Bibcode :2021Sci...371..945C。doi :10.1126/science.aba1111. PMID 33632846. S2CID 232050526.
^ Davis, AM; McKeegan, KD (2014). 「短寿命放射性核種と初期太陽系年代学」. Treatise on Geochemistry : 383. doi :10.1016/B978-0-08-095975-7.00113-3. ISBN 9780080983004。
^ 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
^ 「250Cmの採用レベル」（PDF）。NNDC核種チャート。
^ ラジウム（元素番号88）も加わる。実際にはサブアクチノイドであるが、アクチニウム（元素番号89）の直前に位置し、ポロニウム（元素番号84）の後に3元素の不安定性ギャップがあり、このギャップには半減期が4年以上の核種は存在しない（このギャップで最も長寿命の核種は半減期が4日未満のラドン222である）。ラジウムの同位体の中で最も長寿命の同位体は1,600年であり、この元素をここに含める価値がある。
^ 具体的には、典型的な原子炉におけるウラン 235 の熱中性子核分裂から生じます。
^ Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). 「ベルクリウム247のアルファ半減期；ベルクリウム248の新しい長寿命異性体」.核物理学. 71 (2): 299. Bibcode :1965NucPh..71..299M. doi :10.1016/0029-5582(65)90719-4.
同位体分析の結果、約10ヶ月間にわたり分析された3つのサンプルにおいて、質量数248の核種が一定量存在することが分かりました。これは、半減期が9年以上のBk ^{248の異性体に起因するものと推定されました。Cf}^{248の増殖は検出されず、β}^線半減期の下限は約10 ⁴年と推定されます。この新たな異性体に起因するα線放射は検出されていません。α線の半減期はおそらく300年以上です。
^ これは「不安定の海」に入るまでの半減期が少なくとも4年である最も重い核種です。
^ 半減期が²³² Th を大幅に超える「古典的に安定した」核種は除きます。たとえば、^113m Cd の半減期はわずか 14 年ですが、¹¹³ Cd の半減期は 8京年です。

同位体質量:
- アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
半減期、スピン、異性体データは、以下のソースから選択されています。
- アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
- 国立核データセンター. 「NuDat 3.0 データベース」.ブルックヘブン国立研究所.
- ホールデン, ノーマン E. (2004). 「11. 同位体表」. ライド, デイビッド R. (編). CRC 化学物理ハンドブック(第85版).フロリダ州ボカラトン: CRC プレス. ISBN 978-0-8493-0485-9。

[4] Cm – 励起核異性体。

[6] ( ) – 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-7] # – 原子質量は # でマークされています。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ています。

[TNN-8] # – # 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。

[9] 崩壊のモード:
EC：電子捕獲
CD：クラスター崩壊
SF：自発核分裂

[10] ( ) スピン値 – 弱い帰属引数を持つスピンを示します

[11] 理論的にはβ ⁺ β ^{+崩壊して}²⁴² Puになる可能性がある

[12] クラスター崩壊を起こす最も重い核種

[13] ^理論的には ²⁴⁷ Bk または SFへのβ ⁻崩壊が可能

[14] 理論的にはβ ⁻ β ^{−崩壊して}²⁴⁸ Cfになる可能性がある

[16] SFのみが半減期11,300年で観測されている。与えられた値は理論的にアルファ崩壊とベータ崩壊の分岐を推定したものであり、非常に不確実である。^[5]

[17] 自発核分裂を主な崩壊モードとして起こすと（ほぼ確実に）知られている最も原子番号の小さい核種

[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

[Cm-Côté-2] コート、ブノワ;アイヒラー、マリウス。ヤグエ・ロペス、アンドレス。ヴァッシュ、ニコール。マンパワー、マシュー R.ビラーゴス、ブランカ。スース、ベンジャミン。Arcones, アルムデナ;スプラウス、トレバー M.サーマン、レベッカ。ピニャタリ、マルコ。ペトゥー、マリア K.ウェーマイヤー、ベンジャミン。ラウッシャー、トーマス。ルガロ、マリア（2021年2月26日）。「隕石中の¹²⁹ I と²⁴⁷ Cm は、太陽の r 過程元素の最後の天体物理的源を制約します。」科学。371 (6532 ) : 945–948。arXiv : 2006.04833 。Bibcode :2021Sci...371..945C。doi :10.1126/science.aba1111. PMID 33632846. S2CID 232050526.

[Cm-Davis-3] Davis, AM; McKeegan, KD (2014). 「短寿命放射性核種と初期太陽系年代学」. Treatise on Geochemistry : 383. doi :10.1016/B978-0-08-095975-7.00113-3. ISBN 9780080983004。

[AME2020_II-5] 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

[15] 「250Cmの採用レベル」（PDF）。NNDC核種チャート。

[18] ラジウム（元素番号88）も加わる。実際にはサブアクチノイドであるが、アクチニウム（元素番号89）の直前に位置し、ポロニウム（元素番号84）の後に3元素の不安定性ギャップがあり、このギャップには半減期が4年以上の核種は存在しない（このギャップで最も長寿命の核種は半減期が4日未満のラドン222である）。ラジウムの同位体の中で最も長寿命の同位体は1,600年であり、この元素をここに含める価値がある。

[19] 具体的には、典型的な原子炉におけるウラン 235 の熱中性子核分裂から生じます。

[20] Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). 「ベルクリウム247のアルファ半減期；ベルクリウム248の新しい長寿命異性体」.核物理学. 71 (2): 299. Bibcode :1965NucPh..71..299M. doi :10.1016/0029-5582(65)90719-4.
同位体分析の結果、約10ヶ月間にわたり分析された3つのサンプルにおいて、質量数248の核種が一定量存在することが分かりました。これは、半減期が9年以上のBk ^{248の異性体に起因するものと推定されました。Cf}^{248の増殖は検出されず、β}^線半減期の下限は約10 ⁴年と推定されます。この新たな異性体に起因するα線放射は検出されていません。α線の半減期はおそらく300年以上です。

[21] これは「不安定の海」に入るまでの半減期が少なくとも4年である最も重い核種です。

[22] 半減期が²³² Th を大幅に超える「古典的に安定した」核種は除きます。たとえば、^113m Cd の半減期はわずか 14 年ですが、¹¹³ Cd の半減期は 8京年です。

EC：	電子捕獲
CD：	クラスター崩壊
SF：	自発核分裂