アルゴンの同位体
アルゴンの同位体（アルゴンのどういたい）は25種類が知られており、そのうち36Ar、38Ar、40Arの3種類が安定同位体となっている。
太陽大気など宇宙における同位体存在比は36Ar:84.2%, 38Ar:15.8%, 40Ar:0.026%と、36Arが多い[1]。これは宇宙の元素合成においてアルファ反応によりアルファ粒子の整数倍の原子が多量に合成されるためである。これに対し、地球大気中のアルゴンはほとんどがカリウム40（40K）の崩壊により生成されたものであるため[注 1]、以下の一覧に示す通り40Arが圧倒的に多い。これにより、アルゴンの標準原子量は39.948(1) uとなっている。
地球の大気中では、宇宙線の作用により40Arとともに39Arが生成する。地球表面の環境では、39Kによる中性子捕獲や43Ca(n,α)40Ar反応等によっても生じる[2]。天然のアルゴン中の39Arの割合は、(8.0±0.6)×10−16 g/gすなわち(1.01±0.08) Bq/kgと測定されている[3]。37Arは、大気圏での核実験により40Ca(n,α)37Ar反応で生成され、35日の半減期を持つ[4]。地球大気中の42Arの割合は、6×10−21程度である[5]。
一覧 編集
| 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 (地球大気) |
天然存在比 (範囲) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 励起エネルギー | |||||||
| 30Ar | 18 | 12 | 30.02156(32)# | <20 ns | 0+ | ||
| 31Ar | 18 | 13 | 31.01212(22)# | 14.4(6) ms | 5/2(+#) | ||
| 32Ar | 18 | 14 | 31.9976380(19) | 98(2) ms | 0+ | ||
| 32mAr | 5600(100)# keV | ? | 5-# | ||||
| 33Ar | 18 | 15 | 32.9899257(5) | 173.0(20) ms | 1/2+ | ||
| 34Ar | 18 | 16 | 33.9802712(4) | 844.5(34) ms | 0+ | ||
| 35Ar | 18 | 17 | 34.9752576(8) | 1.775(4) s | 3/2+ | ||
| 36Ar | 18 | 18 | 35.967545106(29) | STABLE | 0+ | 0.003365(30) | |
| 37Ar | 18 | 19 | 36.96677632(22) | 35.04(4) d | 3/2+ | ||
| 38Ar | 18 | 20 | 37.9627324(4) | STABLE | 0+ | 0.000632(5) | |
| 39Ar | 18 | 21 | 38.964313(5) | 269(3) a | 7/2- | ||
| 40Ar | 18 | 22 | 39.9623831225(29) | STABLE | 0+ | 0.996003(30) | |
| 41Ar | 18 | 23 | 40.9645006(4) | 109.61(4) min | 7/2- | ||
| 42Ar | 18 | 24 | 41.963046(6) | 32.9(11) a | 0+ | ||
| 43Ar | 18 | 25 | 42.965636(6) | 5.37(6) min | (5/2-) | ||
| 44Ar | 18 | 26 | 43.9649240(17) | 11.87(5) min | 0+ | ||
| 45Ar | 18 | 27 | 44.9680400(6) | 21.48(15) s | (1/2,3/2,5/2)- | ||
| 46Ar | 18 | 28 | 45.96809(4) | 8.4(6) s | 0+ | ||
| 47Ar | 18 | 29 | 46.97219(11) | 1.23(3) s | 3/2-# | ||
| 48Ar | 18 | 30 | 47.97454(32)# | 0.48(40) s | 0+ | ||
| 49Ar | 18 | 31 | 48.98052(54)# | 170(50) ms | 3/2-# | ||
| 50Ar | 18 | 32 | 49.98443(75)# | 85(30) ms | 0+ | ||
| 51Ar | 18 | 33 | 50.99163(75)# | 60# ms [>200 ns] | 3/2-# | ||
| 52Ar | 18 | 34 | 51.99678(97)# | 10# ms | 0+ | ||
| 53Ar | 18 | 35 | 53.00494(107)# | 3# ms | (5/2-)# | ||
注釈 編集
参考文献 編集
- ^ E. Anders and N. Greverse, Abundances of the elements: Meteoritic and solar. Geochim. Cosmochim. Acta 53 (1989), pp.197-214.
- ^ http://pubs.usgs.gov/bul/b2194/B2194-508.pdf
- ^ P. Benetti et al., Measurement of the specific activity of 39Ar in natural argon. Nucl. Instr. Meth. A 574 (2007) 83 [1].
- ^ “40Ar/39Ar dating and errors”. 2007年3月7日閲覧。
- ^ V. D. Ashitkov et al., New experimental limit on the 42Ar content in the Earth’s atmosphere. Nucl. Instr. Meth. A 416 (1998) 179 [2].
- 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.