カリウムの同位体

カリウム の同位体（19 K）
主な同位体崩壊
同位体存在比半減期 （t 1/2）モード製品
39 K93.3%安定
40K0.0117%1.248 × 10 9 年β −40カルシウム
ε40 Ar
β +40 Ar
41 K6.73%安定
標準原子量 A r °(K)
  • 39.0983 ± 0.0001 [1]
  • 39.098 ± 0.001  （要約）[2]

カリウム（
19Kには25種類の同位体が知られています34
Kから57
Kと31
K、および未確認の報告59
K. [3]これらの同位体のうち3つは天然に存在します。2つの安定型は39
K（93.26%）と41
K（6.72%）、そして長寿命放射性同位元素40
K（0.012%）

天然に存在する放射性物質40
Kは半減期1.248×10 9年で崩壊する。これらの崩壊の89%は安定である。40
ベータ崩壊によりCaが生成し、11%は40
電子捕獲または陽電子放出によってアルゴンが生成される。後者の崩壊経路は、地球上のアルゴン同位体存在比を生成したが、これは巨大ガス惑星や恒星のスペクトルで見られるものとは大きく異なる。40
Kは陽電子放出核種の中で最も長い半減期を持つことが知られています。[4]この原始放射性同位体の長い半減期は、高度にスピン禁制された遷移によって引き起こされます。40
Kの核スピンは 4ですが、その崩壊娘核は両方ともスピンが 0 の偶数同位体です。

40
天然のカリウムには十分な量のKが含まれているため、市販の塩化カリウム代替品の大きな袋を、教室での実演用の放射性線源として使用することができます。[要出典] 40
Kは健康な動物や人間にとって最大の自然放射能源であり、14
℃。質量70kgの人体では、約4300個の40
Kの原子核が1秒間に崩壊します。[5]

の衰退40
Kから40
Arは岩石のカリウム-アルゴン年代測定に用いられる。鉱物の年代は、カリウム濃度と放射性核種の量を測定することで決定される。40
溜まってしまったAr 。40
Kは風化の研究において放射性トレーサーとしても広く使われてきました。[要出典]

他のカリウム同位体の半減期は1日未満、ほとんどが1分未満です。31
Kは2019年に発見され、3つの 陽子を放出します。その半減期は10ピコ秒未満と測定されました。[6] [7]

カリウムは生命活動に必要な主要栄養素であるため、安定カリウム同位体は栄養循環に関する研究に利用されてきました。[8]

同位体一覧


核種
[n 1]		ZN同位体質量 （Da）[9] [n 2] [n 3]
半減期[10]
[n 4]		減衰
モード[10]
娘
同位体
[n 5]		スピンと
パリティ[10]
[n 6] [n 4]		天然存在比 （モル分率）
励起エネルギー[n 4]通常の割合[10]変動範囲
31
K [6] [7]		191231.03678(32)#<10 psp30 Ar3/2+#
34 K [11]191533.998404(18)p33 Ar
35 K191634.98800541(55)175.2(19)ミリ秒β + (99.63%)35 Ar3/2+
β +、p (0.37%)34 Cl
36 K191735.98130189(35)341(3) msβ + (99.95%)36 Ar2+
β +、p (0.048%)35 Cl
β +、α (0.0034%)32 S
37 K191836.97337589(10)1.23651(94)秒β +37 Ar3/2+
38 K191937.96908111(21)7.651(19)分β +38 Ar3+
38m1 K130.15(4) keV924.35(12) msβ + (99.97%)38 Ar0+
IT (0.0330%)38 K
38m2 K3458.10(17) keV21.95(11) μsIT38 K(7)+
39 K192038.9637064848(49)安定3/2+0.932581(44)
40 K [n 7] [n 8]192139.963998165(60)1.248(3)×10 9 年β −（89.28%）40カルシウム4−1.17(1)×10 −4
EC（10.72％）40 Ar
β + (0.001%) [12]
40mK 1643.638(11)keV336(12IT40K0+
41 K192240.9618252561(40)安定3/2+0.067302(44)
42 K192341.96240231(11)12.355(7) 時間β −42 Ca2−
43 K192442.96073470(44)22.3(1) 時間β −43 Ca3/2+
43m K738.30(6) keV200(5) nsIT43 K7/2−
44 K192543.96158698(45)22.13(19)分β −44 Ca2−
45 K192644.96069149(56)17.8(6)分β −45 Ca3/2+
46 K192745.96198158(78)96.30(8)秒β −46 Ca2−
47 K192846.9616616(15)17.38(3)秒β −47カルシウム1/2以上
48カリウム192947.96534118(83)6.83(14)秒β − (98.86%)48 Ca1−
β −、n (1.14%)47カルシウム
49 K193048.96821075(86)1.26(5)秒β −、n (86%)48 Ca1/2以上
β −（14％）49 Ca
50 K193149.9723800(83)472(4) msβ − (71.4%)50 Ca0−
β −、n (28.6%)49 Ca
β −、2n?48 Ca
50m K172.0(4) keV125(40)ナノ秒IT50 K (2−)
51 K193250.975828(14)365(5) msβ −、n (65%)50 Ca3/2+
β - (35%)51 Ca
β −、2n?49 Ca
52カリウム193351.981602(36)110(4) msβ −、n (72.2%)51 Ca2−#
β −（25.5％）52 Ca
β − , 2n (2.3%)50 Ca
53 K193452.98680(12)30(5) msβ − , n (64%)52 Ca3/2+
β −（26％）53 Ca
β − , 2n (10%)51 Ca
54 K193553.99447(43)#10(5)ミリ秒β −54 Ca2−#
β −、n？53 Ca
β −、2n?52 Ca
55 K193655.00051(54)#10# ms
[>620 ns]		β − ?55カルシウム3/2+#
β −、n？54 Ca
β −、2n?53 Ca
56カリウム193756.00857(64)#5# ミリ秒
[>620 ナノ秒]		β − ?56 Ca2−#
β −、n？55カルシウム
β −、2n?54 Ca
57 K193857.01517(64)#2# ms
[>400 ns]		β − ?57 Ca3/2+#
β −、n？56 Ca
β −、2n?55カルシウム
59 K [3] [n 9]194059.03086(86)#1#ミリ秒
[>400ナノ秒]		β − ?59 Ca3/2+#
β −、n？58 Ca
β −、2n?57 Ca
この表のヘッダーとフッター：
  1. ^ m K – 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. ^ 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。
  5. ^ 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。
  6. ^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数を持つスピンを示します。
  7. ^ カリウム-アルゴン年代測定に使用
  8. ^ 原始 放射性核種
  9. ^ この同位体の発見は未確認です。

参照

カリウム以外の娘生成物

参考文献

  1. ^ 「標準原子量：カリウム」CIAAW . 1979年
  2. ^ 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.
  3. ^ ab Neufcourt, Léo; Cao, Yuchen; Nazarewicz, Witold; et al. (2019年2月14日). 「ベイズモデル平均化によるCa領域における中性子ドリップライン」. Physical Review Letters . 122 (6) 062502. arXiv : 1901.07632 . Bibcode :2019PhRvL.122f2502N. doi :10.1103/PhysRevLett.122.062502. PMID:  30822058.
  4. ^ より長い原子核のうち、理論的にそれが可能なのは50 V と138 La だけですが、これらはさらに禁制原子核であり、放出されるエネルギーは非常に低くなります。
  5. ^ Rowland RE. 「正常な成人の身体の放射能」rerowland.com。2011年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  6. ^ ab 「特異な原子が核構造の前提を揺るがす」Nature . 573 (7773): 167. 2019年9月6日. Bibcode :2019Natur.573T.167. doi : 10.1038/d41586-019-02655-9 . PMID  31506620.
  7. ^ ab Kostyleva, D.; et al. (2019). 「核構造の存在限界に向けて：3陽子崩壊測定による同位体31 Kの観測と初の分光法」. Physical Review Letters . 123 (9) 092502. arXiv : 1905.08154 . Bibcode :2019PhRvL.123i2502K. doi :10.1103/PhysRevLett.123.092502. PMID:  31524489. S2CID  : 159041565.
  8. ^ 「ハワイにおける400万年間の生態系発達における土壌カリウム同位体組成」par.nsf.gov . 2022年6月。
  9. ^ 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.
  10. ^ 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.
  11. ^ Dronchi, N.; Charity, RJ; Sobotka, LG; Brown, BA; Weisshaar, D.; Gade, A.; Brown, KW; Reviol, W.; Bazin, D.; Farris, PJ; Hill, AM; Li, J.; Longfellow, B.; Rhodes, D.; Paneru, SN; Gillespie, SA; Anthony, AK; Rubino, E.; Biswas, S. (2024-09-12). 「37,38 Sc, 35 Ca, and 34 Kの不変質量分光法による中性子不足カルシウム領域における殻ギャップの進化」Physical Review C. 110 ( 3). doi :10.1103/PhysRevC.110.L031302. ISSN  2469-9985. OSTI  2441307.
  12. ^ Engelkemeir, DW; Flynn, KF; Glendenin, LE (1962). 「K40の崩壊における陽電子放出」. Physical Review . 126 (5): 1818. Bibcode :1962PhRv..126.1818E. doi :10.1103/PhysRev.126.1818.
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