ケイ素 の同位体（14 Si）
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
28シ92.2%安定した
29シ4.67%安定した
30シ3.07%安定した
31シトレース2.62時間β −31ページ
32シトレース157歳β −32ページ
標準原子量 A r °(Si)

シリコン( 14 Si ) には、質量数が22 から 46 の範囲の25種類の同位体が知られています。 28 Si (最も豊富な同位体で、92.24%)、29 Si (4.67%)、および30 Si (3.07%) は安定しています。 最も長寿命の放射性同位体は32 Si で、アルゴンの宇宙線破砕により微量に天然に発生します。 32 Si の半減期は約 157 年と判明しています。 32 Si は0.21 MeV のエネルギーでベータ崩壊して32 Pになり、さらにベータ崩壊して半減期 14.269 日で32 Sになります。どちらの段階でもガンマ線は放出されません。32 Siの次に半減期が長いのは31 Si で、157.2 分です。

天然に存在するシリコン同位体の相対的存在比を示すグラフ。

同位体のリスト

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核種
[ n 1 ]		Z北同位体質量 ( Da ) [ 4 ] [ n 2 ] [ n 3 ]
半減期[ 1 ]
[ n 4 ]		減衰
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）
励起エネルギー通常の割合[ 1 ]変動の範囲
22シ14822.03611(54)#28.7(11)ミリ秒β +、p（62％）21mg​0歳以上
β + (37%)22アル
β +、2p（0.7％）20ナ
23シ14923.02571(54)#42.3(4)ミリ秒β +、p（88％）22mg​3/2+#
β + (8%)23アル
β +、2p（3.6％）21ナ
24シ141024.011535(21)143.2 (21) ミリ秒β + (65.5%)24アル0歳以上
β +、p（34.5％）23mg​
25シ141125.004109(11)220.6(10)ミリ秒β + (65%)25アル5/2+
β +、p（35％）24mg​
26シ141225.99233382(12)2.2453(7)秒β +26アル0歳以上
27シ141326.98670469(12)4.117(14)秒β +27アル5/2+
28シ141427.97692653442(55)安定した0歳以上0.92223(19)0.92205–0.92241
29シ141528.97649466434(60)安定した1/2以上0.04685(8)0.04678～0.04692
30シ141629.973770137(23)安定した0歳以上0.03092(11)0.03082～0.03102
31シ141730.975363196(46)157.16(20)分β −31ページ3/2以上
32シ141831.97415154(32)157(7) 年β −32ページ0歳以上トレース宇宙起源
33シ141932.97797696(75)6.18(18)秒β −33ページ3/2以上
34シ142033.97853805(86)2.77(20)秒β −34ページ0歳以上
34m Si4256.1(4) keV210ナノ秒未満それ34シ（3−）
35シ142134.984550(38)780(120)ミリ秒β −35ページ7/2−#
β −、n ?34ページ
36シ142235.986649(77)503(2) ミリ秒β −（88％）36ページ0歳以上
β −、n (12%)35ページ
37シ142336.99295(12)141.0(35)ミリ秒β −（83％）37ページ（5/2−）
β −、n (17%)36ページ
β −、2n?35ページ
38シ142437.99552(11)63(8) ミリ秒β −（75％）38ページ0歳以上
β −、n (25%)37ページ
39シ142539.00249(15)41.2(41)ミリ秒β −（67％）39ページ（5/2−）
β −、n (33%)38ページ
β −、2n?37ページ
40シ142640.00608(13)31.2(26)ミリ秒β −（62％）40ページ0歳以上
β −、n (38%)39ページ
β −、2n?38ページ
41シ142741.01417(32)#20.0(25)ミリ秒β −、n (>55%)40ページ7/2−#
β −（<45%）41ページ
β −、2n?39ページ
42シ142842.01808(32)#15.5（4（統計）、16（システム））ミリ秒[ 5 ]β −（51％）42ページ0歳以上
β −、n (48%)41ページ
β − , 2n (1%)40ページ
43シ142943.02612(43)#13（4（統計）、2（システム））ミリ秒[ 5 ]β −、n (52%)42ページ3/2−#
β −（27％）43ページ
β −、2n（21％）41ページ
44シ143044.03147(54)#4# ミリ秒 [>360 ナノ秒]β − ?44ページ0歳以上
β −、n?43ページ
β −、2n?42ページ
45シ[ 6 ]143145.03982(64)#4# ミリ秒3/2−#
46シ[ 6 ]1432
この表のヘッダーとフッター:
  1. ^ m Si – 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. ^ a b # – # 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. ^ 崩壊のモード:
    それ：異性体転移
    名前:中性子放出
    p:陽子放出
  6. ^ 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。
  7. ^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。

シリコン-28

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シリコンの最も豊富な同位体であるシリコン28は、高濃度に濃縮された場合、量子コンピュータの構築において特に興味深いものです。これは、シリコンサンプル中の29 Siの存在が量子デコヒーレンスに寄与するためです。[ 7 ] 28 Siの非常に純粋な（> 99.9998％）サンプルは、シランガスからの28 Siの選択イオン化と蒸着によって生成できます。[ 8 ]このようにして得られる非常に高い純度のため、アボガドロプロジェクトは、同位体の93.75 mm（3.691インチ）の球を作成し、サンプル内の原子の正確な数を決定することによって、キログラムの新しい定義を開発しようとしました。 [ 9 ] [ 10 ]

シリコン28は、アルファ過程と酸素燃焼過程で恒星内で生成され、大質量星が超新星爆発する直前にシリコン燃焼過程を駆動します。[ 11 ] [ 12 ]

シリコン-29

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シリコン29は、核スピンがゼロではない唯一の安定シリコン同位体（I = 1/2）として注目されています。[ 13 ]そのため、核磁気共鳴や超微細遷移の研究に利用することができ、例えば純粋なシリコン中のいわゆるA中心欠陥の性質を研究することができます。[ 14 ]

シリコン34

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シリコン34は、半減期が2.8秒の放射性同位体である。[ 1 ]通常のN  = 20閉殻構造に加えて、この原子核は強いZ = 14閉殻構造も示すため、二重魔法球状原子核 のように振る舞う。ただし、反転島から2陽子分上に位置している点が異なる。[ 15 ]シリコン34は、 36 Sのようにほぼ満杯であるのとは異なり、基底状態では2 s 1/2陽子軌道がほとんど空であるため、中心部の陽子分布は表面付近よりも密度が低い、珍しい「バブル」構造をしている。[ 16 ] [ 17 ]シリコン34は、既知のクラスター崩壊放出粒子の一つであり、 242 Cmの崩壊で生成される。分岐比は約1 × 10 −16 . [ 18 ]

参照

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シリコン以外の子製品

参考文献

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  1. ^ a b c d e f 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 .
  2. ^ 「標準原子量：シリコン」CIAAW . 2009年。
  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. ^ 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 .
  5. ^ a b Crawford, HL; Tripathi, V.; Allmond, JM; et al. (2022). 「中性子ドリップラインに向けてN  = 28を越える：FRIBにおける半減期の初測定」 . Physical Review Letters . 129 (212501) 212501. Bibcode : 2022PhRvL.129u2501C . doi : 10.1103/PhysRevLett.129.212501 . PMID 36461950. S2CID 253600995 .  
  6. ^ a b 吉本正博;鈴木 博；福田直樹；武田 裕之；清水洋平；柳沢 良幸佐藤 裕美;日下健介；大竹正夫;吉田 幸一;道正、信一郎（2024）。 「中性子が豊富なシリコン同位体45,46 Siの発見」 。理論物理学と実験物理学の進歩。2024年（10年）。オックスフォード大学出版局（OUP）。土井：10.1093/ptep/ptae155。ISSN 2050-3911。 
  7. ^ 「シックスナインを超えて：超濃縮シリコンが量子コンピューティングへの道を開く」 NIST 2014年8月11日
  8. ^ Dwyer, KJ; Pomeroy, JM; Simons, DS; Steffens, KL; Lau, JW (2014-08-30). 「半導体量子コンピューティングのための28 Siの99.9998%を超える濃縮」 . Journal of Physics D: Applied Physics . 47 (34) 345105. doi : 10.1088/0022-3727/47/34/345105 . ISSN 0022-3727 . 
  9. ^ Powell, Devin (2008年7月1日).「世界で最も丸い物体が発見された」 . New Scientist . 2015年6月16日閲覧。
  10. ^ キーツ、ジョナサン. 「より完璧なキログラムを求めて」 . Wired . 第19巻第10号. 2023年12月16日閲覧。
  11. ^ Woosley, S.; Janka, T. (2006). 「コア崩壊型超新星の物理学」. Nature Physics . 1 (3): 147– 154. arXiv : astro-ph/0601261 . Bibcode : 2005NatPh...1..147W . CiteSeerX 10.1.1.336.2176 . doi : 10.1038/nphys172 . S2CID 118974639 .  
  12. ^ Narlikar, Jayant V. (1995). 「黒雲からブラックホールへ」World Scientific . p. 94. ISBN 978-981-02-2033-4。
  13. ^ グリーンウッド、ノーマン・N.; アーンショウ、アラン (1997). 『元素の化学』（第2版）. バターワース・ハイネマン. ISBN 978-0-08-037941-8。
  14. ^ Watkins, GD; Corbett, JW (1961-02-15). 「照射シリコンの欠陥. I. Si-A中心の電子スピン共鳴」 . Physical Review . 121 (4): 1001– 1014. Bibcode : 1961PhRv..121.1001W . doi : 10.1103/PhysRev.121.1001 . ISSN 0031-899X . 
  15. ^ リカ、R.;ロタル、F.ボルヘ、MJG;グレヴィ、S.ネゴイシャ、F.ポーベス、A.ソーリン、O.アンドレーエフ、ＡＮ。ボルセア、R.コスタッシュ、C.デ・ウィッテ、H.フレイル、LM;グリーンリーズ、PT;ホイセ、M.イヨネスク、A.キショフ、S.コンキ、Ｊ．ラザロ、I。マドゥルガ、M.マジニアン、N.マジニアン、R.ミハイ、C.ミハイ、RE;ネグレット、A.ノワッキー、F.ページ、RD;パカリネン、J.パックネル、V.ラキラ、P.ラピサルダ、E.セルバン、A.コロラド州ソッティ。スタン、L.スタノイウ、M.テングブラッド、O.トゥルトゥリカ、A.ヴァン・ダッペン、P.ウォー、N.デサーニュ博士。ストラ、T.ボルセア、C。カリネスク、S.ダウガス、JM。フィリペスク、D.クティ、I。フランシュー、S.ゲオルゲ、I.モルフォエース、P.モレル、P.ムラゼク、J.ピエトレアヌ、D.ソーラー、D.ステファン、I。シュヴァイラ、R.トーマ、S.カリフォルニア州ウル（2019年9月11日）。「Mg 34 と Al 34 の β - 崩壊に存在する Si 34 の通常の配置と侵入者配置」。物理的レビュー C . 100 (3) 034306. arXiv : 1908.11626 . doi : 10.1103/PhysRevC.100.034306 .
  16. ^ 「物理学者、中央に『泡』を持つ原子核を発見」 2016年10月24日。 2023年12月26日閲覧。
  17. ^ Mutschler、A.;ルマソン、A.ソーリン、O.バジン、D.ボルセア、C。ボルセア、R.ドンブラディ、Z.エブラン、JP;ゲード、A.岩崎博司カーン、E.ルパイユール、A.レッキア、F.ロジャー、T.ロタル、F.ソーラー、D.スタノイウ、M.サウスカロライナ州ストロバーグ。トステビン、JA;ヴァンデブルック、M.ヴァイシャール、D.ウィマー、K. (2017 年 2 月) 「二重魔法の 34Si 原子核内の陽子密度バブル」。自然物理学。13 (2 ) : 152–156.arXiv : 1707.03583 。doi : 10.1038/nphys3916 .
  18. ^ Bonetti, R.; Guglielmetti, A. (2007). 「クラスター放射能：20年後の概要」(PDF) . Romanian Reports in Physics 59 : 301– 310. 2016年9月19日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
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