チタンの同位体

チタンの同位体（_Ti22）
標準原子量 A r °(Ti)
	47.867 ± 0.001 ; 47.867 ± 0.001 (要約) ;
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天然に存在するチタン（_Ti22）は、Ti46、Ti47、Ti48、Ti49、Ti50の5つの安定同位体で構成されており、Ti48^が最も^豊富です^（天然^存在比^73.8 % ）^。 23種類の放射性同位体が特徴付けられており、最も安定しているのは半減期が⁵⁹ .1年のTi44と、半減期が184.8分のTi45です。残りの放射性同位体はすべて^半減期が10分未満であり、そのほとんどは半減期が1秒未満です

チタンの同位体は³⁹ Tiから⁶⁴ Tiまでの範囲です。安定同位体よりも軽い同位体の主な崩壊モードは β ⁺で、重い同位体の主な崩壊モードはβ ^-です。崩壊生成物はそれぞれスカンジウム同位体とバナジウム同位体です。

チタンには、核子数が奇数である2つの安定同位体、⁴⁷ Tiと⁴⁹ Tiがあり、それぞれ5/2-と7/2-の非ゼロの核スピンを持ち、 NMR活性です。^[4]

同位体一覧

核種 ^{[n 1]}	Z	N	同位体質量（Da）^[5]^{[n 2]}^{[n 3]}	半減期^[1] ^{[n 4]}	崩壊モード^[1] ^{[n 5]}	娘同位体 ^{[n 6]}	スピンとパリティ^[1] ^{[n 7]}^{[n 4]}	天然存在比（モル分率）
核種 ^{[n 1]}	励起エネルギー			半減期^[1] ^{[n 4]}	崩壊モード^[1] ^{[n 5]}	娘同位体 ^{[n 6]}	スピンとパリティ^[1] ^{[n 7]}^{[n 4]}	標準比^[1]	変動範囲
Ti39	22	17	39.00268(22)#	28.5(9) ms	β ⁺ , p (93.7%)	^Ca38	3/2+#
					β ⁺ (約6.3%)	³⁹ Sc
					β ⁺ , 2p (?%)	³⁷ K
⁴⁰ Ti	22	18	39.990345(73)	52.4(3) ms	β ⁺ , p (95.8%)	³⁹ Ca	0+
⁴⁰ Ti	22	18	39.990345(73)	52.4(3) ms	β ⁺ (4.2%)	⁴⁰ Sc	0+
⁴¹ Ti	22	19	40.983148(30)	81.9(5) ms	β ⁺ , p (91.1%)	⁴⁰ Ca	3/2+
⁴¹ Ti	22	19	40.983148(30)	81.9(5) ms	β ⁺ (8.9%)	⁴¹ Sc	3/2+
⁴² Ti	22	20	41.97304937(29)	208.3(4) ms	β ⁺	⁴² Sc	0+
⁴³ Ti	22	21	42.9685284(61)	509(5) ms	β ⁺	⁴³ Sc	7/2−
^43m1 Ti	313.0(10) keV			11.9(3) μs	IT	⁴³ Ti	(3/2+)
^43m2 Ti	3066.4(10) keV			556(6) ns	IT	⁴³ Ti	(19/2−)
^Ti44	22	22	43.95968994(75)	59.1(3) 年	EC	^チタン44 Sc	0+
^Ti45	22	23	44.95812076(90)	184.8(5) 分	β ⁺	⁴⁵ Sc	7/2−
チタン^45m	36.53(15) keV			3.0(2) μs	IT	^Ti45	3/2−
⁴⁶ Ti	22	24	45.952626356(97)	安定			0+	0.0825(3)
⁴⁷ Ti	22	25	46.951757491(85)	安定			5/2−	0.0744(2)
⁴⁸ Ti	22	26	47.947940677(79)	安定			0+	0.7372(3)
⁴⁹ Ti	22	27	48.947864391(84)	安定			7/2−	0.0541(2)
⁵⁰ Ti	22	28	49.944785622(88)	安定			0+	0.0518(2)
⁵¹ Ti	22	29	50.94660947(52)	5.76(1) 分	β ⁻	⁵¹ V	3/2−
⁵² Ti	22	30	51.9468835(29)	1.7(1) 分	β ⁻	⁵² V	0+
⁵³ Ti	22	31	52.9496707(31)	32.7(9) 秒	β ⁻	⁵³ V	(3/2)−
⁵⁴ Ti	22	32	53.950892(17)	2.1(10) 秒	β ⁻	⁵⁴ V	0+
⁵⁵ Ti	22	33	54.955091(31)	1.3(1) 秒	β ⁻	⁵⁵ V	(1/2)−
⁵⁶ Ti	22	34	55.95768(11)	200(5) ミリ秒	β ⁻	⁵⁶ V	0+
⁵⁷ Ti	22	35	56.96307(22)	95(8) ミリ秒	β ⁻	⁵⁷ V	5/2−#
⁵⁸ Ti	22	36	57.96681(20)	55(6) ミリ秒	β ⁻	⁵⁸ V	0+
⁵⁹ Ti	22	37	58.97222(32)#	28.5(19) ミリ秒	β ⁻	⁵⁹ V	5/2−#
^59m Ti	108.5(5) keV			615(11) ns	IT	⁵⁹ Ti	1/2−#
⁶⁰ Ti	22	38	59.97628(26)	22.2(16) ミリ秒	β ⁻	⁶⁰ V	0+
⁶¹ Ti	22	39	60.98243(32)#	15(4) ミリ秒	β ⁻	⁶¹ V	1/2−#
^61m1 Ti	125.0(5) keV			200(28) ns	IT	⁶¹ Ti	5/2−#
^61m2 Ti	700.1(7) keV			354(69) ns	IT	⁶¹ Ti	9/2+#
⁶² Ti	22	40	61.98690(43)#	9# ms [>620 ns]			0+
⁶³ Ti	22	41	62.99371(54)#	10# ms [>620 ns]			1/2−#
⁶⁴ Ti	22	42	63.99841(64)#	5# ms [>620 ns]			0+
⁶⁵ Ti ^[6]	22	43	65.00559(75)#	1# ms			1/2−#
⁶⁶ Ti ^[6]	22	44					0+
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^ ^m Ti – 励起核異性体
^ ( ) – 不確かさ（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ています。
^ # – #でマークされた原子質量：値と不確かさは純粋に実験データからではなく、少なくとも部分的に質量面（TMS）の傾向から導出されています。
^ 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隣接核種（TNN）の傾向から導き出されたものです。
^ 崩壊モード：
EC：電子捕獲

n：中性子放出
p：陽子放出
^ 太字の娘核種記号 – 娘核種は安定です。
^ ( ) スピン値 – 弱い帰属引数を持つスピンを示します。

チタン44

チタン44（⁴⁴ Ti）はチタンの放射性同位体であり、半減期59.1年で電子捕獲を受けてスカンジウム44の励起状態になり、その後⁴⁴ Scの基底状態、そして最終的に⁴⁴ Caの基底状態に達します^。[7]チタン44は電子捕獲によってのみ崩壊するため、半減期は電離状態とともにゆっくりと増加し、完全に電離した状態（つまり、電荷+22）で安定します。^[8]ただし、天体環境では電子が完全に欠乏することはないため、常に崩壊します

チタン44は、恒星内元素合成におけるアルファ過程と超新星爆発の初期段階で比較的豊富に生成されます。^{[9]安定した}カルシウム40がアルファ粒子（ヘリウム4）を1つ追加することで生成され、ニッケル56はさらに3つ追加することで生成されます。超新星残骸の年齢（ニッケル56は鉄に消滅したとしても）は、比較的長寿命のチタン44からのガンマ線放射とその存在量の測定によって決定できます。 ^[8]カシオペヤA超新星残骸とSN 1987Aでは、電離条件下での遅延崩壊によって比較的高い濃度で観測されました。 ^[7]

参照

チタン以外の娘核生成物

参考文献

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^ 「標準原子量：チタン」. CIAAW . 1993
^ 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技術報告書）」. Pure and Applied Chemistry . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
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^ ab Tarasov, OB; Sherrill, BM; Dombos, AC; Fukushima, K.; Gade, A.; Haak, K.; Hausmann, M.; Kahl, D.; Kaloyanov, D.; Kwan, E.; Matthews, HK; Ostroumov, PN; Portillo, M.; Richardson, I.; Smith, MK; Watters, S. (2025年9月4日). 「Se82の断片化における新しい同位体の発見とその生成に関する知見」. Physical Review C. 112 ( 3). doi :10.1103/573p-7fjp
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^ ab 望月雄三; 高橋克典; ヤンカ・H-Th; ヒルブラント・W; ディール・R. (2008). 「チタン44：若い超新星残骸における有効崩壊率とCas9Aにおけるその存在量」天文学と天体物理学. 346 (3): 831–842 . arXiv : astro-ph/9904378
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[5] Ti – 励起核異性体

[7] ( ) – 不確かさ（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ています。

[TMS-8] # – #でマークされた原子質量：値と不確かさは純粋に実験データからではなく、少なくとも部分的に質量面（TMS）の傾向から導出されています。

[TNN-9] # – # 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隣接核種（TNN）の傾向から導き出されたものです。

[10] 崩壊モード：
EC：電子捕獲

n：中性子放出
p：陽子放出

[11] 太字の娘核種記号 – 娘核種は安定です。

[12] ( ) スピン値 – 弱い帰属引数を持つスピンを示します。

[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.

[CIAAWtitanium-2] 「標準原子量：チタン」. CIAAW . 1993

[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技術報告書）」. Pure and Applied Chemistry . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.

[4] Lucier, Bryan EG; Huang, Yining (2016).固体Ti47/49NMR分光法のレビュー. NMR分光法に関する年次報告. 第88巻. pp. 1– 78. doi :10.1016/bs.arnmr.2015.10.001. ISBN 978-0-12-804713-2.

[AME2020_II-6] 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

[tarasov2025-13] Tarasov, OB; Sherrill, BM; Dombos, AC; Fukushima, K.; Gade, A.; Haak, K.; Hausmann, M.; Kahl, D.; Kaloyanov, D.; Kwan, E.; Matthews, HK; Ostroumov, PN; Portillo, M.; Richardson, I.; Smith, MK; Watters, S. (2025年9月4日). 「Se82の断片化における新しい同位体の発見とその生成に関する知見」. Physical Review C. 112 ( 3). doi :10.1103/573p-7fjp

[sn1987-14] Motizuki, Y.; Kumagai, S. (2004). 「SN 1987Aの主要同位体Ti44の放射能^」 AIP会議論文集. 704 (1): 369–374 . arXiv : astro-ph/0312620 . Bibcode : 2004AIPC..704..369M. doi : 10.1063/1.1737130

[ti44-15] 望月雄三; 高橋克典; ヤンカ・H-Th; ヒルブラント・W; ディール・R. (2008). 「チタン44：若い超新星残骸における有効崩壊率とCas9Aにおけるその存在量」天文学と天体物理学. 346 (3): 831–842 . arXiv : astro-ph/9904378

[laur-16] Fryer, C.; Dimonte, G.; Ellinger, E.; Hungerford, A.; Kares, B.; Magkotsios, G.; Rockefeller, G.; Timmes, F.; Woodward, P.; Young, P. (2011). 宇宙における元素合成、Ti44の理解(PDF) . ADTSC サイエンスハイライト(レポート). ロスアラモス国立研究所. pp. 42– 43. 2022年2月10日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ.