タンタルの同位体

タンタルの同位体（₇₃ Ta）
β −	180ワット
標準原子量 A r °(Ta)
	180.947 88 ± 0.000 02; 180.95 ± 0.01 （要約）;
	ビュー; 話す; 編集;

天然タンタル（₇₃ Ta）は、¹⁸¹ Ta（99.988%）と^180m Ta（0.012%）の2つの安定同位体で構成されています。

人工放射性同位体も35種類知られており、その中で最も半減期の長いものは¹⁷⁹ Taで半減期は1.82年、¹⁸² Taは半減期が114.74日、¹⁸³ Taは半減期が5.1日、¹⁷⁷ Taは半減期が56.46時間です。その他の同位体の半減期は1日未満で、ほとんどが1時間未満です。また、多数の異性体も存在し、最も安定しているのは（^180m Ta以外）^182m2 Taで、半減期は15.8分です。タンタルのすべての同位体と核異性体は放射性であるか観測的に安定しており、つまり放射性であると予測されるものの、実際の崩壊は観測されていません。

タンタルは核兵器の「塩漬け」物質として提案されている（コバルトはよりよく知られている別の塩漬け物質である）。核兵器の強力な高エネルギー中性子束に照射されたタンタルのジャケットは、放射性同位元素に変換される。¹⁸²
Taは崩壊ごとに約1.12MeVのガンマ線を発生し、兵器の放射性降下物の放射能を数ヶ月にわたって著しく増加させます。このような兵器が実際に製造、試験、使用されたことは知られていません。^[4]

同位体のリスト

核種 ^{[n 1]}	Z	北	同位体質量（Da）^[5]^{[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]}	天然存在比（モル分率）
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]}	通常の割合^[1]	変動の範囲
¹⁵⁵タ	73	82	154.97425(32)#	3.2(13)ミリ秒	p	¹⁵⁴フッ化水素	11/2−
¹⁵⁶タ	73	83	155.97209(32)#	106(4) ミリ秒	p（71％）	¹⁵⁵ Hf	（2−）
¹⁵⁶タ	73	83	155.97209(32)#	106(4) ミリ秒	β ⁺ (29%)	¹⁵⁶ Hf	（2−）
^156mタ	94(8) keV			360(40)ミリ秒	β ⁺ (95.8%)	¹⁵⁶ Hf	（9歳以上）
^156mタ	94(8) keV			360(40)ミリ秒	p（4.2％）	¹⁵⁵ Hf	（9歳以上）
¹⁵⁷タ	73	84	156.96823(16)	10.1(4)ミリ秒	α（96.6％）	¹⁵³魯	1/2以上
¹⁵⁷タ	73	84	156.96823(16)	10.1(4)ミリ秒	p（3.4％）	¹⁵⁶ Hf	1/2以上
^157m1タ	22(5) keV			4.3(1)ミリ秒	α	¹⁵³魯	11/2−
^157m2タ	1593(9) keV			1.7(1)ミリ秒	α	¹⁵³魯	25/2−#
¹⁵⁸タ	73	85	157.96659(22)#	49(4) ミリ秒	α	¹⁵⁴ルー	（2）−
^158m1タ	141(11) keV			36.0(8)ミリ秒	α（95％）	¹⁵⁴ルー	(9)+
^158m2タ	2808(16) keV			6.1(1) μs	IT（98.6％）	¹⁵⁸タ	（19歳〜）
^158m2タ	2808(16) keV			6.1(1) μs	α（1.4％）	¹⁵⁴ルー	（19歳〜）
¹⁵⁹タ	73	86	158.963028(21)	1.04(9)秒	β ⁺ (66%)	¹⁵⁹ Hf	1/2以上
¹⁵⁹タ	73	86	158.963028(21)	1.04(9)秒	α（34％）	¹⁵⁵魯	1/2以上
^159mタ	64(5) keV			560(60)ミリ秒	α（55％）	¹⁵⁵魯	11/2−
^159mタ	64(5) keV			560(60)ミリ秒	β ⁺ (45%)	¹⁵⁹ Hf	11/2−
¹⁶⁰タ	73	87	159.961542(58)	1.70(20)秒	α	¹⁵⁶魯	（2）−
^160m Ta ^{[n 9]}	110(250) keV			1.55(4)秒	α	¹⁵⁶魯	(9,10)+
¹⁶¹タ	73	88	160.958369(26)	3# s			（1/2以上）
^161m Ta ^{[n 9]}	61(23) keV			3.08(11)秒	β ⁺ (93%)	¹⁶¹フッ化水素	（11/2−）
^161m Ta ^{[n 9]}	61(23) keV			3.08(11)秒	α（7％）	¹⁵⁷魯	（11/2−）
¹⁶²タ	73	89	161.957293(68)	3.57(12)秒	β ⁺ (99.93%)	¹⁶²フッ化水素	3−#
¹⁶²タ	73	89	161.957293(68)	3.57(12)秒	α（0.074％）	¹⁵⁸魯	3−#
^162m Ta ^{[n 9]}	120(50)# keV			5# 秒			7+#
¹⁶³タ	73	90	162.954337(41)	10.6(18)秒	β ⁺ (99.8%)	¹⁶³フッ化水素	1/2以上
^163mタ	138(18)# keV			10#秒			9月2日
¹⁶⁴タ	73	91	163.953534(30)	14.2(3) s	β ⁺	¹⁶⁴フッ化水素	（3歳以上）
¹⁶⁵タ	73	92	164.950780(15)	31.0(15)秒	β ⁺	¹⁶⁵ Hf	(1/2+、3/2+)
^165m Ta ^{[n 9]}	24(18) keV			30#秒			（9月2日〜）
¹⁶⁶タ	73	93	165.950512(30)	34.4(5)秒	β ⁺	¹⁶⁶フッ化水素	(2)+
¹⁶⁷タ	73	94	166.948093(30)	1.33(7)分	β ⁺	¹⁶⁷ Hf	（3/2以上）
¹⁶⁸タ	73	95	167.948047(30)	2.0(1) 分	β ⁺	¹⁶⁸フッ化水素	（3歳以上）
¹⁶⁹タ	73	96	168.946011(30)	4.9(4)分	β ⁺	¹⁶⁹ Hf	（5/2+）
¹⁷⁰タ	73	97	169.946175(30)	6.76(6)分	β ⁺	¹⁷⁰ Hf	（3歳以上）
¹⁷¹タ	73	98	170.944476(30)	23.3(3)分	β ⁺	¹⁷¹ Hf	（5/2+）
¹⁷²タ	73	99	171.944895(30)	36.8(3)分	β ⁺	¹⁷²フッ化水素	（3歳以上）
¹⁷³タ	73	100	172.943750(30)	3.14(13) 時間	β ⁺	¹⁷³フッ化水素	5/2−
^173m1タ	173.10(21) keV			205.2(56) ns	それ	¹⁷³タ	9月2日
^173m1タ	1717.2(4) keV			132(3) ns	それ	¹⁷³タ	21/2−
¹⁷⁴タ	73	101	173.944454(30)	1.14(8) 時間	β ⁺	¹⁷⁴フッ化水素	3歳以上
¹⁷⁵タ	73	102	174.943737(30)	10.5(2) 時間	β ⁺	¹⁷⁵ Hf	7/2+
^175m1タ	131.41(17) keV			222(8) ns	それ	¹⁷⁵タ	9月2日
^175m2タ	339.2(13) keV			170(20) ns	それ	¹⁷⁵タ	（1/2以上）
^175m3タ	1567.6(3) keV			1.95(15)μs	それ	¹⁷⁵タ	21/2−
¹⁷⁶タ	73	103	175.944857(33)	8.09(5) 時間	β ⁺	¹⁷⁶ Hf	（1）−
^176m1タ	103.0(10) keV			1.08(7)ミリ秒	それ	¹⁷⁶タ	7歳以上
^176m2タ	1474.0(14) keV			3.8(4)μs	それ	¹⁷⁶タ	14歳〜
^176m3タ	2874.0(14) keV			0.97(7)ミリ秒	それ	¹⁷⁶タ	20歳未満
¹⁷⁷タ	73	104	176.9444819(36)	56.36(13) 時間	β ⁺	¹⁷⁷ Hf	7/2+
^177m1タ	73.16(7) keV			410(7) ns	それ	¹⁷⁷タ	9月2日
^177m2タ	186.16(6) keV			3.62(10) μs	それ	¹⁷⁷タ	5/2−
^177m3タ	1354.8(3) keV			5.30(11) μs	それ	¹⁷⁷タ	21/2−
^177m4タ	4656.3(8) keV			133(4) μs	それ	¹⁷⁷タ	49/2−
¹⁷⁸タ	73	105	177.945680(56)#	2.36(8) 時間	β ⁺	¹⁷⁸フッ化水素	7−
^178m1タ^{[n 9]}	100(50)# keV			9.31(3)分	β ⁺	¹⁷⁸フッ化水素	（1歳以上）
^178m2タ	1467.82(16) keV			59(3) ミリ秒	それ	¹⁷⁸タ	15歳未満
^178m3タ	2901.9(7) keV			290(12)ミリ秒	それ	¹⁷⁸タ	21歳未満
¹⁷⁹タ	73	106	178.9459391(16)	1.82(3) 年	EC	¹⁷⁹ Hf	7/2+
^179m1タ	30.7(1) keV			1.42(8) μs	それ	¹⁷⁹タ	9月2日
^179m2タ	520.23(18) keV			280(80)ナノ秒	それ	¹⁷⁹タ	1/2以上
^179m3タ	1252.60(23) keV			322(16) ns	それ	¹⁷⁹タ	21/2−
^179m4タ	1317.2(4) keV			9.0(2)ミリ秒	それ	¹⁷⁹タ	25/2+
^179m5タ	1328.0(4) keV			1.6(4) μs	それ	¹⁷⁹タ	2月23日
^179m6タ	2639.3(5) keV			54.1(17)ミリ秒	それ	¹⁷⁹タ	37/2+
¹⁸⁰タ	73	107	179.9474676(22)	8.154(6) 時間	EC（85％）	¹⁸⁰ Hf	1歳以上
¹⁸⁰タ	73	107	179.9474676(22)	8.154(6) 時間	β ⁻（15％）	¹⁸⁰ワット	1歳以上
^180m1タ	75.3(14) keV			観測的に安定している^{[n 10]}^{[n 11]}			9−	1.201(32)×10 ⁻⁴
^180m2タ	1452.39(22) keV			31.2(14)μs	それ		15歳未満
^180m3タ	3678.9(10) keV			2.0(5) μs	それ		（22歳〜）
^180m4タ	4172.2(16) keV			17(5) μs	それ		（24歳以上）
¹⁸¹タ	73	108	180.9479985(17)	観測的に安定している^{[n 12]}			7/2+	0.9998799(32)
^181m1タ	6.237(20) keV			6.05(12) μs	それ	¹⁸¹タ	9月2日
^181m2タ	615.19(3) keV			18(1) μs	それ	¹⁸¹タ	1/2以上
^181m3タ	1428(14) keV			140(36) ns	それ	¹⁸¹タ	19/2+#
^181m4タ	1483.43(21) keV			25.2(18)μs	それ	¹⁸¹タ	21/2−
^181m5タ	2227.9(9) keV			210(20)μs	それ	¹⁸¹タ	2月29日
¹⁸²タ	73	109	181.9501546(17)	114.74(12) d	β ⁻	¹⁸²ワット	3−
^182m1タ	16.273(4) keV			283(3) ミリ秒	それ	¹⁸²タ	5歳以上
^182m2タ	519.577(16) keV			15.84(10)分	それ	¹⁸²タ	10−
¹⁸³タ	73	110	182.9513754(17)	5.1(1) d	β ⁻	¹⁸³ワット	7/2+
^183m1タ	73.164(14) keV			106(10) ns	それ	¹⁸³タ	9月2日
^183m2タ	1335(14) keV			0.9(3) μs	それ	¹⁸³タ	（19/2+）
¹⁸⁴タ	73	111	183.954010(28)	8.7(1) 時間	β ⁻	¹⁸⁴ワット	（5−）
¹⁸⁵タ	73	112	184.955561(15)	49.4(15)分	β ⁻	¹⁸⁵ワット	（7/2+）
^185m1タ	406(1) keV			0.9(3) μs	それ	¹⁸⁵タ	（3/2以上）
^185m2タ	1273.4(4) keV			11.8(14)ミリ秒	それ	¹⁸⁵タ	21/2−
¹⁸⁶タ	73	113	185.958553(64)	10.5(3)分	β ⁻	¹⁸⁶ワット	3#
^186mタ	336(20) keV			1.54(5)分			9+#
¹⁸⁷タ	73	114	186.960391(60)	2.3(60)分	β ⁻	¹⁸⁷ W	（7/2+）
^187m1タ	1778(1) keV			7.3(9)秒	それ	¹⁸⁷タ	（25/2−）
^187m2タ^[7]	2933(14) keV			136(24) s	β ⁻	^西187メートル	41/2+# [≥35/2]
^187m2タ^[7]	2933(14) keV			136(24) s	それ	^187m1タ	41/2+# [≥35/2]
¹⁸⁸タ	73	115	187.96360(22)#	19.6(20)秒	β ⁻	¹⁸⁸ワット	（1−）
^188m1タ	99(33) keV			19.6(20)秒			（7−）
^188m2タ	391(33) keV			3.6(4) μs	それ	¹⁸⁸タ	10+#
¹⁸⁹タ	73	116	188.96569(22)#	20#秒 [>300ナノ秒]	β ⁻	¹⁸⁹ワット	7/2+#
^189mタ	1650(100)# keV			1.6(2) μs	それ	¹⁸⁹タ	21/2−#
¹⁹⁰タ	73	117	189.96917(22)#	5.3(7)秒	β ⁻	¹⁹⁰ワット	（3）
¹⁹¹タ	73	118	190.97153(32)#	460# ミリ秒 [>300 ナノ秒]			7/2+#
¹⁹²タ	73	119	191.97520(43)#	2.2(7)秒	β ⁻	¹⁹²ワット	（2）
¹⁹³タ	73	120	192.97766(43)#	220# ミリ秒 [>300 ナノ秒]			7/2+#
¹⁹⁴タ	73	121	193.98161(54)#	2# 秒 [>300 ns]
この表のヘッダーとフッター: ビュー

^ ^m Ta – 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

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。
^ abcde 基底状態と異性体の順序は不明です。
^観測的に安定な核異性体として唯一知られており、 ¹⁸⁰ Taへの異性体遷移、 ¹⁸⁰ Wへのβ崩壊^、または¹⁸⁰ Hfへの電子捕獲による半減期2.9×10 ¹⁷年以上の崩壊と考えられている。^[6]また、¹⁷⁶ Luへのα崩壊を起こすとも理論化されている。
^ 観測的に安定な数少ない奇奇核の一つ
^ ^{α崩壊して177} Luになると考えられている

タンタル-180m

核種^{180メートル}
Ta（mは準安定状態を表す）は、基底状態よりも安定な数少ない核異性体の一つである。この点ではTaは特異な存在ではないが（この性質はビスマス210m（^210m Bi）やアメリシウム242m（^{242m Am）など他の核種にも共通する）、}観測的に安定しているという点で例外的である。つまり、崩壊は観測されていない。対照的に、基底状態の核種は¹⁸⁰
Ta の半減期はわずか 8 時間です。

^{180メートル}
Taは、次の3つの方法で崩壊するのに十分なエネルギーを持っています：¹⁸⁰
Ta、ベータ崩壊から¹⁸⁰
W、または電子捕獲¹⁸⁰
Hf^{。しかし、これらの理論的に起こり得る崩壊モードからの放射能はこれまで観測されていない。2023年現在、 180m} Taの半減期は実験観測から少なくとも2.9 × 10 ¹⁷ (290京)年。[ ^6]^[8]^[9]^{180メートル}
Taは、その高スピン（9単位）と、それより低い準位の低スピンに起因する。ガンマ崩壊やベータ崩壊は、一段階で多くの角運動量単位を除去する必要があるため、非常に遅いプロセスとなる。^{[10]同様のガンマ崩壊やベータ崩壊の抑制は、比較的短寿命のアルファ線放出核である}^210m Biでも起こる。^[11]

この安定性のおかげで、^{180メートル}
Taは原始核種であり、自然界で唯一存在する核異性体です（短寿命の放射性核種および宇宙線起源核種を除く）。また、安定同位体を持つ元素の中で、宇宙で最も希少な原始核種でもあります。熱エネルギーk _B T =のs過程恒星環境では、26 keV（つまり3億ケルビンの温度）では、核異性体は完全に熱化されると予想され、¹⁸⁰ Taはスピン状態間で平衡状態になり、その全体的な半減期は11時間と予測されます。^[12]

これは、陽子数と中性子数がともに奇数であるわずか5つの安定核種のうちの1つであり、他の4つの安定な^奇数核種は、2H ^、 6Li ^、 10B ^、 14Nである。^[13]

参照

タンタル以外の子製品

参考文献

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[5] Ta – 励起核異性体。

[7] ( ) – 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-8] # – 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-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近隣核種の傾向 (TNN) から導き出されたものです。

[10] 崩壊のモード:
EC: 電子捕獲

それ：異性体転移

p: 陽子放出

[11] 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。

[12] 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。

[13] ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数を持つスピンを示します。

[order-14] 基底状態と異性体の順序は不明です。

[16] ^観測的に安定な核異性体として唯一知られており、 ¹⁸⁰ Taへの異性体遷移、 ¹⁸⁰ Wへのβ崩壊^、または¹⁸⁰ Hfへの電子捕獲による半減期2.9×10 ¹⁷年以上の崩壊と考えられている。^[6]また、¹⁷⁶ Luへのα崩壊を起こすとも理論化されている。

[17] 観測的に安定な数少ない奇奇核の一つ

[18] {α崩壊して177} Luになると考えられている

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[180mTa_2023-15] アイジャージー州アーンクイスト;アビニョーネ III、FT;バラバシュ、アスファルト州。バートン、CJ;ビーマニ、ケンタッキー州。ブラロック、E.ボス、B.ブッシュ、M.ビュック、M.テネシー州コールドウェル。クリストファーソン、CD;チュー、P.-H.ミシガン州クラーク。クエスタ、C.デトワイラー、JA;エフレメンコ、ユウ。江尻博司；サウスカロライナ州エリオット。ジョバネッティ、GK;ゴエット、J.グリーン議員。グルシュコ、J.グイン、IS;ジュゼッペ、ヴェーダ州。ハウフェ、CR;ヘニング、R.アギラール、D. ヘルバス。ホッペ、EW;ホステュック、A.キム、I。クゼス、RT; Lannen V.、テネシー州;リー、A。ロペス・カスターニョ、JM。マサルチク、R.サウスカロライナ州マイヤー。マイヤー、W.オリ、TK;ルイジアナ州パウデル。ペタス、W.プーン、AWP。ワシントンDC、ラドフォード。アラバマ州レーヌ。リエルエージ、K.ロワイエ、A.北西部ルオフ。ワシントンDCのシェイパー。シュライヒ、SJ;スミス・ガンディ、TA;テデスキ、D.トンプソン、法廷博士。バーナー、RL;ヴァシリエフ、S.ワトキンス、SL;ウィルカーソン、JF。ワイズマン、C.徐、W。ユウ、C.-H. （2023年10月13日）。「 ^180m Taの崩壊に関する制約」。物理学。レット牧師。131 (15) 152501. arXiv : 2306.01965 . doi :10.1103/PhysRevLett.131.152501.

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[22] エンジニアのための量子力学レオン・ファン・ドメレン、フロリダ州立大学

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