アクチニウムの同位体

アクチニウム の同位体（89 Ac）
主な同位体[1]減衰
アイソトープ豊富半減期 （t 1/2）モード製品
225エーカートレース9.919日α221金
226エーカーシンセ29.37時間β −226番目
ε226ラ
α222金
227エーカートレース21.772年β −227番目
α223金
228エーカートレース6.15時間β −228番目

アクチニウム（89 Ac）には安定同位体がなく、地球上の同位体組成にも特徴がないため、標準的な原子量を与えることはできません。203 Acから236 Acまでの34の同位体と9つの異性体が知られています。自然界には、225 Ac、227 Ac、228 Acの3つの同位体が、それぞれ237 Np、235 U、232 Thの中間崩壊生成物として存在します。228 Acと225 Acは非常に希少であるため、天然のアクチニウムのほとんどは227 Acです。

最も安定な同位体は、半減期が21.772年の227 Ac、半減期が9.91​​9日の225 Ac、そして半減期が29.37時間の226 Acです。その他の同位体の半減期はすべて7時間未満で、ほとんどが1分未満です。最も短い半減期を持つ既知の同位体は、半減期が69ナノ秒の217 Acです。

精製された227Acは185日後に崩壊生成物（主に227Thと223Ra ）と平衡状態になります。 [2]

同位体のリスト


核種
[n 1]		歴史的
な名前		Z北同位体質量 （Da）[3] [n 2] [n 3]
半減期[1]
減衰
モード[1]
[n 4]		娘
同位体
[n 5]		スピンと
パリティ[1]
[n 6] [n 7]		同位体
存在比
励起エネルギー[n 7]
203 Ac [4]8911456+269
−26 μs		α199フラン（1/2以上）
204 Ac [5]891157.4+2.2
−1.4 MS		α200フラン
205エーカー89116205.01514(6)7.7+2.7
−1.6 ms [5]		α201金9月2日
206エーカー89117206.01448(7)25(7)ミリ秒α202金（3歳以上）
206mエーカー200(70) keV41(16)ミリ秒α202m Fr（10−）
207エーカー89118207.01197(6)31(8) ミリ秒α203金9/2−#
208エーカー89119208.01155(7)97(15)ミリ秒α204金（3歳以上）
208m Ac500(60) keV28(7)ミリ秒α204金（10−）
それ ？208エーカー
209エーカー89120209.00950(6)94(10)ミリ秒α205金（9月2日〜）
210エーカー89121210.00941(7)350(40)ミリ秒α206金7+#
211エーカー89122211.00767(6)213(25)ミリ秒α207金9月2日
212エーカー89123212.007836(23)895(28)ミリ秒α208金7歳以上
213エーカー89124213.006593(13)738(16)ミリ秒α209金9月2日
214エーカー89125214.006906(15)8.2(2) sα（93％）210金5歳以上
β + (7%)214ラ
215エーカー89126215.006474(13)171(10)ミリ秒α（99.91％）211金9月2日
β + (0.09%)215ラ
215m1エーカー1796.0(9) keV185(30) nsそれ215エーカー（21/2−）
215m2エーカー2488(50)# keV335(10) nsそれ215エーカー（29/2+）
216エーカー89127216.008749(10)440(16)μsα212金（1−）
216m1エーカー38(5) keV441(7) μsα212金（9−）
216m2エーカー422(100)# keV約300ナノ秒それ216エーカー
217エーカー89128217.009342(12)69(4) nsα213金9月2日
217m Ac2012(20) keV740(40) ns29/2+
218エーカー89129218.01165(6)1.00(4) μsα214金（1−）
218m Ac607(86)# keV103(11) nsそれ218エーカー（11歳以上）
219エーカー89130219.01242(6)9.4(10)μsα215金9月2日
220エーカー89131220.014755(7)26.36(19)ミリ秒α216金（3−）
221エーカー89132221.01560(6)52(2) ミリ秒α217金9/2−#
222エーカー89133222.017844(5)5.0(5)秒α218金1−
β + (<2%)222ラ
222m Ac78(21) keV1.05(5)分α（98.6％）218金5+#
β + (1.4%)222ラ
それ？222エーカー
223エーカー89134223.019136(7)2.10(5)分α219金（5/2−）
EC  ?223ラ
CD（3.2×10 −9 %）[6]209 Bi
14 C
224エーカー89135224.021722(4)2.78(16) 時間β + (90.5%)224ラ（0−）
α（9.5％）220フラン
β −  ?224番目
225 Ac [n 8]89136225.023229(5)9.9190(21) dα221金3/2−トレース[n 9]
CD (5.3×10 −10 %)211 Bi
14 C
226エーカー89137226.026097(3)29.37(12) 時間β −（83％）226番目（1−）
EC（17％）226ラ
α（0.006％）222金
227エーカーアクチニウム[n 10]89138227.0277506(21)21.772(3) 年β −（98.62％）227番目3/2−トレース[n 11]
α（1.38％）223金
228エーカーメソトリウム289139228.0310197(22)6.15(2) 時間β −228番目3歳以上トレース[n 12]
229エーカー89140229.032947(13)62.7(5)分β −229番目3/2以上
230エーカー89141230.036327(17)122(3) sβ −230番目（1歳以上）
231エーカー89142231.038393(14)7.5(1)分β −231番目1/2以上
232エーカー89143232.042034(14)1.98(8)分β −232番目（1歳以上）
233エーカー89144233.044346(14)143(10) sβ −233番目（1/2以上）
234エーカー89145234.048139(15)45(2) sβ −234番目
235エーカー89146235.050840(15)62(4) sβ −235番目1/2+#
236 Ac [7]89147236.05499(4)72+345
−33 s		β −236番目
この表のヘッダーとフッター:
  1. ^ m Ac – 励起核異性体。
  2. ^ ( ) – 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。
  3. ^ # – 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。
  4. ^ 崩壊のモード:
    EC:電子捕獲
    CD：クラスター崩壊
    それ：異性体転移
  5. ^ 太字の斜体の記号は娘製品です – 娘製品はほぼ安定しています。
  6. ^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。
  7. ^ 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近隣核種の傾向 (TNN) から導き出されたものです。
  8. ^ 医療用途あり
  9. ^ 237 Npの中間崩壊生成物
  10. ^ 要素名の由来
  11. ^ 235 Uの中間崩壊生成物
  12. ^ 232 Thの中間崩壊生成物

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
アクチニド[8]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）[9]
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）		4.5～7%0.04～1.25%<0.001%
228ラ№4～6歳155ユー・ユー
248ページ[10]> 9 a
244センチメートル241 Puƒ250立方フィート227 Ac№10～29歳90シニア85クローネ113m Cdþ
232 Uƒ238 Puƒ243センチメートル29～97年137セシウム151スモールþ121m Sn
249 Cfƒ242m午前​141～351年

100 a～210 ka 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 Cfƒ[11]430～900年
226ラ№247ページ1.3～1.6千年前
240プエルトリコ229番目246センチメートル243午前​4.7～7.4千年前
245センチメートル250センチメートル8.3～8.5千年
239 Puƒ24.1万
230番目​231パ№32～76千年前
236 Npƒ233 Uƒ234 U№15万～25万年前99 Tc₡126スン
248センチメートル242プソム327～375万年前79セ₡
133万135セシウム₡
237 Npƒ161万～650万年前93 Zr107パド
236ウ247センチメートル1500万～2400万年前129 I₡
244プソム8000万

...1570万年以降も存在しない[12]

232番​238 U№235 Uƒ№0.7～14.1億年

注目すべき同位体

アクチニウム225

アクチニウム225は、中性子を136個持つ高放射性同位体です。アルファ線を放出し、半減期は9.919日です。2024年現在、標的アルファ線治療におけるアルファ線源として研究されています。[13] [14] [15]アクチニウム225は、短寿命のフランシウム221とアスタチン217を経て、3回のアルファ崩壊を経てビスマス213に変化します。ビスマス213もアルファ線源として使用されます。[16]もう1つの利点は、 225 Acの崩壊系列がビスマス209 Bi [注 1]で終わることです。ビスマス209 Biは、鉛よりも生物学的半減期がかなり短いです。[17] [18]しかし、その使用を制限する主な要因は、短寿命同位体の製造の難しさである。これは、最も一般的には老化した親核種（233 Uなど）から分離されるからである。また、サイクロトロン、線形加速器、高速増殖炉でも製造できる。[19]

アクチニウム226

アクチニウム226はアクチニウムの同位体であり、半減期は29.37時間です。主に（83%）ベータ崩壊を起こし、時々（17%）電子捕獲崩壊を起こし、まれに（0.006%）アルファ崩壊を起こします。[1] SPECTに用いるための226 Acに関する研究があります。[20] [21]

アクチニウム227

アクチニウム227はアクチニウムの最も安定した同位体であり、半減期は21.772年です。主に（98.62%）ベータ崩壊しますが、場合によっては（1.38%）アルファ崩壊します。[1] 227 Acはアクチニウム系列に属します。ウラン鉱石中に微量にしか存在せず、鉱石中のウラン1トンには約0.2ミリグラムの227 Acが含まれています。[22] [23] 227 Acは、原子炉内で226 Raを中性子照射することで、ミリグラム単位で生成されます。[23] [24]

227 Acは放射性が高いため、例えば宇宙船などの放射性同位体熱電発電機の活性元素としての利用が研究されてきた。ベリリウムと圧縮された227 Acの酸化物もまた、標準的なアメリシウム-ベリリウムおよびラジウム-ベリリウムのペアよりも高い放射能を持つ効率的な中性子源である。 [25]これらの用途において、227 Ac（自身はアルファ線をほとんど放出しない弱いベータ線源）は、本質的に崩壊時にアルファ線放出同位体を生成する前駆体である。ベリリウムは、(α,n)核反応の断面積が大きいため、アルファ粒子を捕獲し、中性子を放出する。

227 AcBe中性子源は、中性子プローブに応用することができます 。これは、土壌中の水分量や、高速道路建設における品質管理のための水分/密度を測定するための標準的な装置です。[26] [27]このようなプローブは、井戸の検層、中性子ラジオグラフィー、トモグラフィー、その他の放射化学調査にも使用されます。[28]

227 Acは半減期が中程度であるため、海洋水のゆっくりとした鉛直混合をモデル化する上で非常に便利な放射性同位体です。流速 (年間 50 メートル程度) を直接測定しても、必要な精度で関連プロセスを研究することはできません。しかし、さまざまな同位体の濃度深度プロファイルを評価することで、混合速度を推定できます。この方法の背景にある物理的メカニズムは次のとおりです。海洋水には均一に分散した235 U が含まれています。その崩壊生成物である231 Pa は徐々に海底に沈殿するため、その濃度は最初は深度とともに増加し、その後ほぼ一定のままになります。231 Pa は227 Ac に崩壊しますが、後者の同位体の濃度は231 Pa の深度プロファイルに従わず、海底に向かって増加します。これは、海底から追加の227 Ac を上昇させる混合プロセスが原因です。したがって、 231 Pa と227 Ac の両方の深度プロファイルを分析することで、研究者は混合挙動をモデル化できます。[29] [30]

参照

注記

  1. ^ ビスマス 209 は半減期が 10 19年を超えてタリウム 205に崩壊しますが、この半減期は非常に長いため、実用上はビスマス 209 は安定しているとみなすことができます。

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  8. ^ 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。
  9. ^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。
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    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。
  11. ^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。
  12. ^ 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。
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