ストロンチウムの同位体

ストロンチウム の同位体（38 Sr）
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
82シニアシンセ25.35日ε82ルーブル
83シニアシンセ32.41時間β +83ルーブル
84シニア0.56%安定した
85シニアシンセ64.846日ε85ルーブル
86シニア9.86%安定した
87シニア7%安定した
88シニア82.6%安定した
89シニアシンセ50.56日β −89歳
90シニアトレース28.91歳β −90歳
標準原子量 A r °(Sr)
  • 87.62 ± 0.01 [2]
  • 87.62 ± 0.01  （要約）[3]

アルカリ土類金属 ストロンチウム（38 Sr）には、 84 Sr（0.56%）、86 Sr（9.86%）、87 Sr（7.0%） 、 88 Sr（82.58%）の4 つの安定した天然同位体があり、標準原子量は 87.62 です。

87 Srのみが放射性元素です。これは、半減期が 4.97 × 10 10年 (つまり、現在の宇宙の年齢の 3 倍以上) である放射性アルカリ金属87 Rbの崩壊によって生成されます。したがって、あらゆる物質における87 Srには 2 つの発生源があります。1 つは、元素合成時に84 Sr、86 Sr、88 Srとともに生成される原始起源のものと、 87 Rbの放射性崩壊によって生成されるものです。 87 Sr/ 86 Sr の比率は、地質学調査で一般的に報告されるパラメーターです。[4]鉱物や岩石における比率の値は、約 0.7 から 4.0 を超える範囲です (ルビジウム-ストロンチウム年代測定を参照)。ストロンチウムの電子配置はカルシウムに似ているため、鉱物中でカルシウムと容易に置換されます。

4つの安定同位体に加えて、ストロンチウムには73 Srから108 Srまでの32の不安定同位体が存在することが知られています。ストロンチウムの放射性同位体は、主に隣接する元素であるイットリウム（ベータ崩壊により89 Srおよびより重い同位体）とルビジウム（陽電子放出または電子捕獲により85 Sr、83 Srおよびより軽い同位体）に崩壊します。これらの同位体の中で最も長寿命なのは90 Srで半減期は28.91年、85 Srは64.846日、89 Srは50.56日、82 Srは25.35日です。その他のストロンチウム同位体の半減期は10時間未満で、ほとんどが10分未満です。

ストロンチウム89は骨がんの治療に使用される人工放射性同位元素です。[5]この用途では、カルシウムとの化学的類似性を利用して骨構造中のカルシウムを置換します。がん患者が広範囲かつ痛みを伴う骨転移を有する場合、ストロンチウム89を投与すると、カルシウムの代謝が最も活発な骨のがん部位にベータ粒子が直接送達されます。

ストロンチウム90は核分裂の副産物であり、放射性降下物として存在します。1986年のチェルノブイリ原発事故では、広大な地域がストロンチウム90で汚染されました。 [6]ストロンチウム90は骨のカルシウムと置き換わり、体内で長寿命となるため、健康被害を引き起こします。長寿命の高エネルギーベータ線放出体であるため、SNAP（原子力補助電源システム）装置に利用されています。これらの装置は、軽量で長寿命の原子力電源が求められる宇宙船、遠隔気象観測所、航行ブイなどへの利用が期待されています。

2020年に研究者たちは、ミラー核種 73 Srと73 Brが予想通り互いに同一の挙動を示さないことを発見した。[7]

同位体のリスト

核種
[n 1]		Z北同位体質量 （Da）[8] [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）
励起エネルギー通常の割合[1]変動の範囲
73シニア383572.96570(43)#25.3(14)ミリ秒β +、p（63％）72クローネ（5/2−）
β + (37%)73ルーブル
74シニア383673.95617(11)#27.6(26)ミリ秒β +74ルーブル0歳以上
75シニア383774.94995(24)85.2(23)ミリ秒β + (94.8%)75ルーブル（3/2−）
β +、p（5.2％）74クローネ
76シニア383875.941763(37)7.89(7)秒β +76ルーブル0歳以上
β +、p（0.0034％）75クローネ
77シニア383976.9379455(85)9.0(2)秒β + (99.92%)77ルーブル5/2+
β +、p (0.08%)76クローネ
78シニア384077.9321800(80)156.1(27)秒β +78ルーブル0歳以上
79シニア384178.9297047(80)2.25(10)分β +79ルーブル3/2−
80シニア384279.9245175(37)106.3(15)分β +80ルーブル0歳以上
81シニア384380.9232114(34)22.3(4)分β +81ルーブル1/2−
81m1シニア79.23(4) keV390(50) nsそれ81シニア(5/2)−
81m2シニア89.05(7) keV6.4(5) μs（7/2+）
82シニア384481.9183998(64)25.35(3) dEC82ルーブル0歳以上
83シニア384582.9175544(73)32.41(3) 時間β +83ルーブル7/2+
83mシニア259.15(9) keV4.95(12)秒それ83シニア1/2−
84シニア384683.9134191(13)観測的に安定している[n 9]0歳以上0.0056(2)
85シニア384784.9129320(30)64.846(6) dEC85ルーブル9/2+
85mシニア238.79(5) keV67.63(4)分IT（86.6％）85シニア1/2−
β + (13.4%)85ルーブル
86シニア384885.9092607247(56)安定した0歳以上0.0986(20)
86mシニア2956.09(12) keV455(7) nsそれ86シニア8歳以上
87 Sr [n 10]384986.9088774945(55)安定した9/2+0.0700(20)
87mシニア388.5287(23) keV2.805(9) 時間IT（99.70％）87シニア1/2−
EC（0.30％）87ルーブル
88 Sr [n 11]385087.905612253(6)安定した0歳以上0.8258(35)
89 Sr [n 11]385188.907450808(98)50.563(25) dβ −89歳5/2+
90 Sr [n 11]385289.9077279(16)28.91(3) 年β −90歳0歳以上
91シニア385390.9101959(59)9.65(6) 時間β −91歳5/2+
92シニア385491.9110382(37)2.611(17) 時間β −92歳0歳以上
93シニア385592.9140243(81)7.43(3)分β −93歳5/2+
94シニア385693.9153556(18)75.3(2) sβ −94歳0歳以上
95シニア385794.9193583(62)23.90(14)秒β −95歳1/2以上
96シニア385895.9217190(91)1.059(8)秒β −96歳0歳以上
97シニア385996.9263756(36)432(4)ミリ秒β −（99.98％）97歳1/2以上
β − , n (0.02%)96歳
97m1シニア308.13(11) keV175.2(21) nsそれ97シニア7/2+
97m2シニア830.83(23) keV513(5) nsそれ97シニア（9/2+）
98シニア386097.9286926(35)653(2) ミリ秒β −（99.77%）98歳0歳以上
β −、n (0.23%)97歳
99シニア386198.9328836(51)269.2(10)ミリ秒β −（99.90％）99年3/2以上
β − , n (0.100%)98歳
100シニア386299.9357833(74)202.1(17)ミリ秒β −（98.89%）100年0歳以上
β −、n (1.11%)99年
100mシニア1618.72(20) keV122(9) nsそれ100シニア（4−）
101シニア3863100.9406063(91)113.7(17)ミリ秒β −（97.25％）101年（5/2−）
β − , n (2.75%)100年
102シニア3864101.944005(72)69(6) ミリ秒β −（94.5％）102年0歳以上
β −、n (5.5%)101年
103シニア3865102.94924(22)#53(10)ミリ秒β −103歳5/2+#
104シニア3866103.95302(32)#50.6(42)ミリ秒β −104歳0歳以上
105シニア3867104.95900(54)#39(5) ミリ秒β −105歳5/2+#
106シニア3868105.96318(64)#21(8) ミリ秒β −106歳0歳以上
107シニア3869106.96967(75)#25# ミリ秒
[>400 ナノ秒]		1/2+#
108シニア[9]3870
この表のヘッダーとフッター:
  1. ^ m Sr – 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. ^ 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。
  5. ^ 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
  6. ^ 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。
  7. ^ 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。
  8. ^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。
  9. ^ β + β +によって84 Krに崩壊すると考えられる
  10. ^ ルビジウム-ストロンチウム年代測定に使用
  11. ^ abc 核分裂生成物

参照

ストロンチウム以外の娘核種

参考文献

  1. ^ abcde 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：ストロンチウム」CIAAW . 1969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. ^ ディッキン、アラン・P. (2018). 放射性同位体地質学（第3版）. ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局. ISBN 978-1-107-09944-9。
  5. ^ Reddy, Eashwer K.; Robinson, Ralph G.; Mansfield, Carl M. (1986年1月). 「骨転移の緩和のためのストロンチウム89」. Journal of the National Medical Association . 78 (1): 27– 32. ISSN  0027-9684. PMC 2571189. PMID  2419578 . 
  6. ^ Wilken, RD; Diehl, R. (1987). 「チェルノブイリ事故前後の北ドイツの環境サンプル中のストロンチウム90」 . Radiochimica Acta . 41 (4): 157– 162. doi :10.1524/ract.1987.41.4.157. S2CID  99369165.
  7. ^ 「UMass Lowell主導のチームによる発見は核理論への挑戦」Space Daily . 2022年6月26日閲覧。
  8. ^ 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.
  9. ^ 澄鎌 剛志; 他 (2021). 「110Zr近傍における新たな中性子過剰同位体の観測」. Physical Review C . 103 (1) 014614. Bibcode :2021PhRvC.103a4614S. doi :10.1103/PhysRevC.103.014614. hdl : 10261/260248 . S2CID  234019083.
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