ジルコニウムの同位体

ジルコニウム（Zr）の同位体のうち天然に存在するものには、4種類の安定同位体と、2.0×1019年の半減期で二重ベータ崩壊する放射性同位体96Zrがある。理論的には2.4×1020年の半減期で通常のベータ崩壊もすると考えられているが、未だ観測されていない。2番目に安定な93Zrの半減期は153万年である。その他に18種類の放射性同位体があり、95Zr（半減期64.02日）、88Zr（半減期63.4日）、89Zr（半減期78.41時間）を除き、ほとんどの半減期が1日以下である。最も安定な92Zrよりも軽い同位体は電子捕獲、92Zrよりも重い同位体はベータ崩壊する。

ジルコニウムは対称融合で形成される最も重い元素であり、45Sc、46Caからそれぞれ90Zr、92Zrが生成される。これよりも重い元素は全て、非対称融合か超新星爆発によって生成する。

天然のジルコニウムの標準原子量は91.224(2) uである。

中性子過剰核である110Zrは、新たな魔法数が出現し、原子は安定な球状もしくは正四面体だと考えられていたが、理化学研究所がRIビームファクトリーで合成して調べた結果、魔法数は持っておらず、不安定な楕円体であることが判明した[1]。

一覧

同位体核種 Z(p) N(n) 同位体質量 (u) 半減期 核スピン数 天然存在比 天然存在比
(範囲)
励起エネルギー
78Zr 40 38 77.95523(54)# 50# ms [>170 ns] 0+
79Zr 40 39 78.94916(43)# 56(30) ms 5/2+#
80Zr 40 40 79.9404(16) 4.6(6) s 0+
81Zr 40 41 80.93721(18) 5.5(4) s (3/2-)#
82Zr 40 42 81.93109(24)# 32(5) s 0+
83Zr 40 43 82.92865(10) 41.6(24) s (1/2-)#
84Zr 40 44 83.92325(21)# 25.9(7) min 0+
85Zr 40 45 84.92147(11) 7.86(4) min 7/2+
85mZr 292.2(3) keV 10.9(3) s (1/2-)
86Zr 40 46 85.91647(3) 16.5(1) h 0+
87Zr 40 47 86.914816(9) 1.68(1) h (9/2)+
87mZr 335.84(19) keV 14.0(2) s (1/2)-
88Zr 40 48 87.910227(11) 83.4(3) d 0+
89Zr 40 49 88.908890(4) 78.41(12) h 9/2+
89mZr 587.82(10) keV 4.161(17) min 1/2-
90Zr 40 50 89.9047044(25) STABLE 0+ 0.5145(40)
90m1Zr 2319.000(10) keV 809.2(20) ms 5-
90m2Zr 3589.419(16) keV 131(4) ns 8+
91Zr 40 51 90.9056458(25) STABLE 5/2+ 0.1122(5)
91mZr 3167.3(4) keV 4.35(14) µs (21/2+)
92Zr 40 52 91.9050408(25) STABLE 0+ 0.1715(8)
93Zr 40 53 92.9064760(25) 1.53(10)E+6 a 5/2+
94Zr 40 54 93.9063152(26) STABLE [>1.1E+17 a] 0+ 0.1738(28)
95Zr 40 55 94.9080426(26) 64.032(6) d 5/2+
96Zr 40 56 95.9082734(30) 20(4)E+18 a 0+ 0.0280(9)
97Zr 40 57 96.9109531(30) 16.744(11) h 1/2+
98Zr 40 58 97.912735(21) 30.7(4) s 0+
99Zr 40 59 98.916512(22) 2.1(1) s 1/2+
100Zr 40 60 99.91776(4) 7.1(4) s 0+
101Zr 40 61 100.92114(3) 2.3(1) s 3/2+
102Zr 40 62 101.92298(5) 2.9(2) s 0+
103Zr 40 63 102.92660(12) 1.3(1) s (5/2-)
104Zr 40 64 103.92878(43)# 1.2(3) s 0+
105Zr 40 65 104.93305(43)# 0.6(1) s
106Zr 40 66 105.93591(54)# 200# ms [>300 ns] 0+
107Zr 40 67 106.94075(32)# 150# ms [>300 ns]
108Zr 40 68 107.94396(64)# 80# ms [>300 ns] 0+
109Zr 40 69 108.94924(54)# 60# ms [>300 ns]
110Zr 40 70 109.95287(86)# 30# ms [>300 ns] 0+

脚注、参考文献

  • Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
  • Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005).
  • Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
    • Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
    • National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
    • David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.
  1. ^ ジルコニウム-110原子核の形と魔法数－楕円体に変形し、新しい魔法数は現れなかった－、理化学研究所、2017年2月21日、2019年1月22日閲覧
  • 表
  • 話
  • 編
  • 歴
1H   2He
安定
1億年〜
1万年〜
10年〜
100日〜
1日〜
1分〜
1分未満
魔法数
3Li 4Be   5B 6C 7N 8O 9F 10Ne
11Na 12Mg   13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar
19K 20Ca 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr
37Rb 38Sr 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe
55Cs 56Ba *1 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn
87Fr 88Ra *2 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108Hs 109Mt 110Ds 111Rg 112Cn 113Nh 114Fl 115Mc 116Lv 117Ts 118Og
  *1 57La 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu
  *2 89Ac 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 95Am 96Cm 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr
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