プロメチウムの同位体

プロメチウムの同位体（₆₁ Pm）
α	141 Pr
β −	146スモール
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プロメチウム（₆₁ Pm）は人工元素であり、 ²³⁸ Uと²³⁵ Uの自発核分裂と ¹⁵¹ Euのアルファ崩壊によって微量に存在する以外は、標準的な原子量を与えることができません。他の人工元素と同様に、安定同位体は存在しません。1945年に初めて合成されました。

既知の同位体は¹²⁸ Pmから¹⁶⁶ Pmまで、合計39種あります。最も安定しているのは、半減期が17.7年の¹⁴⁵ Pm 、半減期が5.53年の146 Pm、そして^2. 6234年の¹⁴⁷ Pm（一般的な同位体）です。143 Pmと^{144 Pmも、あまり知られていないものの約1年と長い半減期を持ちますが、その他の同位体}^の半減期は6日未満で、大多数は数分未満です。また、24種のメタ状態が知られており、最も安定しているのは半減期が41.29日の^{148 Pmです。}

¹⁴⁶ Pmより軽い同位体の主な崩壊モードは電子捕獲崩壊で、ネオジムの同位体が生成されます。146 ^Pmより重い同位体の主な崩壊モードはベータ崩壊で、サマリウムの同位体が生成されます。プロメチウム 146 自体は両方向に崩壊します。

同位体のリスト

核種 ^{[n 1]}	Z	北	同位体質量（Da）^[2]^{[n 2]}^{[n 3]}	半減期^[1] ^{[n 4]}	減衰モード^[1] ^{[n 5]}	娘同位体 ^{[n 6]}^{[n 7]}	スピンとパリティ^[1] ^{[n 8]}^{[n 4]}	同位体存在比
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 ^{[n 6]}^{[n 7]}	スピンとパリティ^[1] ^{[n 8]}^{[n 4]}	同位体存在比
午後^128時	61	67	127.94823(32)#	1.0(3)秒	β ⁺ (?%)	¹²⁸番地	4+#
午後^128時	61	67	127.94823(32)#	1.0(3)秒	β ⁺、p (?%)	¹²⁷ Pr	4+#
^午後129時	61	68	128.94291(32)#	2.4(9)秒	β ⁺	¹²⁹番地	5/2+#
^午後1時30分	61	69	129.94045(22)#	2.6(2)秒	β ⁺ (?%)	¹³⁰ Nd	（5歳以上、6歳以上、4歳以上）
^午後1時30分	61	69	129.94045(22)#	2.6(2)秒	β ⁺、p (?%)	¹²⁹ Pr	（5歳以上、6歳以上、4歳以上）
^午後1時31分	61	70	130.93583(22)#	6.3(8)秒	β ⁺	¹³¹ Nd	（11/2−）
^午後1時32分	61	71	131.93384(16)#	6.2(6) s	β ⁺	¹³² Nd	（3歳以上）
^午後1時32分	61	71	131.93384(16)#	6.2(6) s	β ⁺、p (5×10 ⁻⁵ %)	¹³¹ Pr	（3歳以上）
^午後1時33分	61	72	132.929782(54)	13.5(21)秒	β ⁺	¹³³ Nd	（3/2以上）
午後^133分	129.7(7) keV			8#秒			（11/2−）
^午後1時34分	61	73	133.928326(45)	22(1) s	β ⁺	¹³⁴ Nd	（5歳以上）
^134分1秒午後	50(50)# keV ^{[n 9]}			約5秒	β ⁺	¹³⁴ Nd	（2歳以上）
^134m2午後	120(50)# keV			20(1) μs	それ	^午後1時34分	（7−）
^午後1時35分	61	74	134.924785(89)	49(3)s	β ⁺	¹³⁵ Nd	（3/2以上、5/2以上）
午後^135分	240(100)# keV			40(3) s	β ⁺	¹³⁵ Nd	（11/2−）
午後^136時	61	75	135.923596(74)	107(6) s	β ⁺	¹³⁶ Nd	7+#
^136m1 Pm ^{[n 9]}	100(120) keV			90(35)秒	β ⁺	¹³⁶ Nd	2+#
^136m2午後	42.7(2) keV			1.5(1) μs	それ	午後^136時	7−#
^午後1時37分	61	76	136.920480(14)	2分			5/2−#
午後^137分	160(50) keV			2.4(1)分	β ⁺	¹³⁷ Nd	11/2−
^午後1時38分	61	77	137.919576(12)	3.24(5)分	β ⁺	¹³⁸ Nd	3−#
^午後1時39分	61	78	138.916799(15)	4.15(5)分	β ⁺	¹³⁹ Nd	(5/2)+
午後^139分	188.7(3) keV			180(20)ミリ秒	それ	^午後1時39分	(11/2)−
^午後1時40分	61	79	139.916036(26)	9.2(2) s	β ⁺	¹⁴⁰ Nd	1歳以上
午後^140分	429(28) keV			5.95(5)分	β ⁺	¹⁴⁰ Nd	8−
^午後1時41分	61	80	140.913555(15)	20.90(5)分	β ⁺	¹⁴¹ Nd	5/2+
^141分1秒午後	628.62(7) keV			630(20) ns	それ	^午後1時41分	11/2−
^141m2午後	2530.75(17) keV			>2μs	それ	^午後1時41分	（23/2+）
^午後1時42分	61	81	141.912891(25)	40.5(5)秒	β ⁺ (77.1%)	¹⁴² Nd	1歳以上
^午後1時42分	61	81	141.912891(25)	40.5(5)秒	EC（22.9％）	¹⁴² Nd	1歳以上
^142分1秒午後	883.17(16) keV			2.0(2)ミリ秒	それ	^午後1時42分	（8）−
^142m2午後	2828.7(6) keV			67(5) μs	それ	^午後1時42分	（13歳〜）
^午後1時43分	61	82	142.9109381(32)	265(7) d	EC	¹⁴³ Nd	5/2+
^午後1時43分	61	82	142.9109381(32)	265(7) d	β ⁺（<5.7×10 ⁻⁶ %）	¹⁴³ Nd	5/2+
^午後1時44分	61	83	143.9125962(31)	363(14) d	EC	¹⁴⁴ Nd	5−
^午後1時44分	61	83	143.9125962(31)	363(14) d	β ⁺（<8×10 ⁻⁵ %）	¹⁴⁴ Nd	5−
^144分1秒午後	840.90(5) keV			780(200)ナノ秒	それ	^午後1時44分	(9)+
^144m2午後	8595.8(22) keV			約2.7μ秒	それ	^午後1時44分	(27歳以上)
^午後1時45分	61	84	144.9127557(30)	17.7(4) 年	EC	¹⁴⁵ Nd	5/2+
^午後1時45分	61	84	144.9127557(30)	17.7(4) 年	α (2.8×10 ⁻⁷ %)	¹⁴¹ Pr	5/2+
^午後1時46分	61	85	145.9147022(46)	5.53(5) 年	EC（66.0％）	¹⁴⁶ Nd	3−
^午後1時46分	61	85	145.9147022(46)	5.53(5) 年	β ⁻（34.0%）	¹⁴⁶スモール	3−
¹⁴⁷午後^{[n 10]}	61	86	146.9151449(14)	2.6234(2) 年	β ⁻	¹⁴⁷スモール	7/2+	トレース^{[n 11]}
^午後148時	61	87	147.9174811(61)	5.368(7) d	β ⁻	¹⁴⁸スモール	1−
午後^148分	137.9(3) keV			41.29(11) d	β ⁻（95.8％）	¹⁴⁸スモール	5歳未満、6歳未満
午後^148分	137.9(3) keV			41.29(11) d	IT（4.2％）	^午後148時	5歳未満、6歳未満
¹⁴⁹午後^{[n 10]}	61	88	148.9183415(23)	53.08(5) 時間	β ⁻	¹⁴⁹スモール	7/2+
^午後149分	240.214(7) keV			35(3) μs	それ	^午後1時49分	11/2−
^午後150時	61	89	149.920990(22)	2.698(15) 時間	β ⁻	¹⁵⁰平方メートル	（1−）
¹⁵¹午後^{[n 10]}	61	90	150.9212166(49)	28.40(4) 時間	β ⁻	¹⁵¹スモール	5/2+
^午後152時	61	91	151.923505(28)	4.12(8)分	β ⁻	¹⁵²スモール	1歳以上
午後^152分	140(90) keV ^{[n 9]}			7.52(8)分	β ⁻	¹⁵²スモール	4(−)
^午後153時	61	92	152.9241563(97)	5.25(2)分	β ⁻	¹⁵³スモール	5/2−
^午後154時	61	93	153.926713(27)	2.68(7)分	β ⁻	¹⁵⁴スモール	（4歳以上）
^154分午後^{[n 9]}	−230(50) keV			1.73(10)分	β ⁻	¹⁵⁴スモール	（1−）
^午後155時	61	94	154.9281370(51)	41.5(2) 秒	β ⁻	¹⁵⁵平方メートル	（5/2−）
^午後156時	61	95	155.9311141(13)	27.4(5)秒	β ⁻	¹⁵⁶平方メートル	4歳以上
午後^156分	150.30(10) keV			2.3(20)秒	IT（98％）	^午後156時	1+#
午後^156分	150.30(10) keV			2.3(20)秒	β ⁻（2％）	¹⁵⁶平方メートル	1+#
^午後157時	61	96	156.9331213(75)	10.56(10)秒	β ⁻	¹⁵⁷スモール	（5/2−）
^午後158時	61	97	157.93654695(95)	4.8(5)秒	β ⁻	¹⁵⁸スモール	(0+,1+)#
午後^158分	150(50)# keV			>16μs	それ	^午後158時	5+#
^午後159時	61	98	158.939286(11)	1.648+0.043 −0.042 s ^[3]	β ⁻	¹⁵⁹スモール	（5/2−）
午後^159分	1465.0(5) keV			4.42(17) μs	それ	^午後159時	17/2+#
午後^159分	1465.0(5) keV			4.42(17) μs	β ⁻ , n (<0.6%) ^[3]	¹⁵⁸スモール	17/2+#
^午後160時	61	99	159.9432153(22)	874+16 −12 ms ^[3]	β ⁻	¹⁶⁰平方メートル	6−#
^午後160時	61	99	159.9432153(22)	874+16 −12 ms ^[3]	β ⁻ , n (<0.1%) ^[3]	¹⁵⁹スモール	6−#
午後^160分	191(11) keV			>700ミリ秒			1−#
^午後161時	61	100	160.9462298(97)	724+20 −12 ms ^[3]	β ⁻（98.91%）	¹⁶¹スモール	（5/2−）
^午後161時	61	100	160.9462298(97)	724+20 −12 ms ^[3]	β ⁻ , n (1.09%) ^[3]	¹⁶⁰平方メートル	（5/2−）
^午後161分	965.9(9) keV			890(90) ns	それ	^午後161時	（13/2+）
^午後162時	61	101	161.95057(32)#	467+38 −18 ms ^[3]	β ⁻（98.21%）	¹⁶²スモール	2+#
^午後162時	61	101	161.95057(32)#	467+38 −18 ms ^[3]	β ⁻ , n (1.79%) ^[3]	¹⁶¹スモール	2+#
^午後163時	61	102	162.95388(43)#	362+42 −30 ms ^[3]	β ⁻（95％）	¹⁶³スモール	5/2−#
^午後163時	61	102	162.95388(43)#	362+42 −30 ms ^[3]	β ⁻ , n (5.00%) ^[3]	¹⁶²スモール	5/2−#
^午後164時	61	103	163.95882(43)#	280+38 −33 ms ^[3]	β ⁻（93.82%）	¹⁶⁴平方メートル	5−#
^午後164時	61	103	163.95882(43)#	280+38 −33 ms ^[3]	β ⁻ , n (6.18%) ^[3]	¹⁶³スモール	5−#
^午後165時	61	104	164.96278(54)#	297+111 −101 ms ^[3]	β ⁻（86.74％）	¹⁶⁵平方メートル	5/2−#
^午後165時	61	104	164.96278(54)#	297+111 −101 ms ^[3]	β ⁻ , n (13.26%) ^[3]	¹⁶⁴平方メートル	5/2−#
^午後166時	61	105		228+131 −112 ms ^[3]	β ⁻	¹⁶⁶平方メートル
^午後166時	61	105		228+131 −112 ms ^[3]	β ⁻ , n (<52%) ^[3]	¹⁶⁵平方メートル
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^ ^m Pm – 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

それ：異性体転移
名前: 中性子放出
p: 陽子放出
^ 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。
^ 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。
^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数を持つスピンを示します。
^ abcd 基底状態と異性体の順序は不明です。
^ abc 核分裂生成物
^ ²³² Th、²³⁵ U、²³⁸ Uの自発核分裂生成物および^{原始核種151} Euのアルファ崩壊娘核種

プロメチウム同位体の安定性

プロメチウムは、最初の82元素のうち、安定同位体を持たない2元素のうちの1つです。これは液滴モデルにおいて稀にしか起こらない効果です。つまり、プロメチウムにはベータ安定同位体がないため、どの質量数であっても、プロメチウム同位体は陽電子放出またはベータ崩壊を起こし、それぞれ核子あたりの結合エネルギーが高いネオジム同位体またはサマリウム同位体を形成するのがエネルギー的に有利です。これが起こるもう1つの元素はテクネチウム（Z = 43）です。

プロメチウム147

プロメチウム147はベータ崩壊して長寿命の原始放射性同位体であるサマリウム147となり、半減期は2.6234年です。このとき、ガンマ線を放出することなく低エネルギーのベータ線を放出します。これは一般的な核分裂生成物であり、原子炉内で生成されるほか、自然界でも微量に存在し、ユーロピウム151のアルファ崩壊によっても生成されます。 ^[4]

原子炉環境においては、核分裂生成物として通常使用されるネオジム147のベータ崩壊によってほぼ独占的に生成されます。142 ^～146 Nd、¹⁴⁸ Nd、および¹⁵⁰ Nd同位体はいずれもベータ崩壊に対して安定であるため、これらの質量を持つプロメチウム同位体はベータ崩壊によって生成されず、したがって重要な核分裂生成物ではありません（ベータ崩壊連鎖を経ずに直接生成されるため）。149 Pmと^{151 Pmは重要}^な核分裂生成物ですが、半減期がそれぞれ53.08時間と28.40時間と短いため、数ヶ月または数年にわたって冷却された使用済み核燃料中には存在しません。

プロメチウム147はベータ粒子源および放射性同位体熱電発電機（RTG）の燃料として用いられ、その電力密度は1グラムあたり約2ワットです。蛍光体と混合され、アポロ月着陸船の電気スイッチの先端や月面車（LRV）の制御パネルの照明に使用されました。^[5]発光用途では、プロメチウム147は一般的にトリチウムに置き換えられており、トリチウムはさらに安全で半減期が長い（12.32年）ためです。

参照

プロメチウム以外の娘生成物

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.
^ 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.
^ abcdefghijklmnop Kiss, GG; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; et al. (2022). 「希土類元素領域における元素合成収率を制限するための中性子過剰エキゾチック同位体Pm、Sm、Eu、Gdのβ崩壊特性の測定」The Astrophysical Journal . 936 (107): 107. Bibcode :2022ApJ...936..107K. doi : 10.3847/1538-4357/ac80fc . hdl : 2117/375253 .
^ ベリ、P.バーナベイ、R.アカペラ、F.ら。 (2007)。「天然ユウロピウムのα崩壊を探せ」。核物理学 A . 789 ( 1–4 ): 15–29。書誌コード:2007NuPhA.789...15B。土井：10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001。
^ 「アポロ体験報告書 - 放射線に対する保護」（PDF） NASA。 2014年11月14日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2011年12月9日閲覧。

[2] Pm – 励起核異性体。

[4] ( ) – 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-5] # – 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-6] # – # 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。

[7] 崩壊のモード:
EC: 電子捕獲

それ：異性体転移
名前: 中性子放出
p: 陽子放出

[8] 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。

[9] 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。

[10] ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数を持つスピンを示します。

[order-11] 基底状態と異性体の順序は不明です。

[FP-12] 核分裂生成物

[13] ²³² Th、²³⁵ U、²³⁸ Uの自発核分裂生成物および^{原始核種151} Euのアルファ崩壊娘核種

[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.

[AME2020_II-3] 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.

[Ln922-14] Kiss, GG; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; et al. (2022). 「希土類元素領域における元素合成収率を制限するための中性子過剰エキゾチック同位体Pm、Sm、Eu、Gdのβ崩壊特性の測定」The Astrophysical Journal . 936 (107): 107. Bibcode :2022ApJ...936..107K. doi : 10.3847/1538-4357/ac80fc . hdl : 2117/375253 .

[15] ベリ、P.バーナベイ、R.アカペラ、F.ら。 (2007)。「天然ユウロピウムのα崩壊を探せ」。核物理学 A . 789 ( 1–4 ): 15–29。書誌コード:2007NuPhA.789...15B。土井：10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001。

[16] 「アポロ体験報告書 - 放射線に対する保護」（PDF） NASA。 2014年11月14日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2011年12月9日閲覧。

EC:	電子捕獲
それ：	異性体転移
名前:	中性子放出
p:	陽子放出