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ネプツニウム系列

辞書:科学用語の基礎知識 原子元素・用語編 (NELEMY)
読み:ネプツニウムけいれつ
品詞:名詞
2011/03/25 作成

ネプツニウム237からビスマス209までの放射性核種崩壊系列のこと。「4n+1系列」とも呼ばれる。

崩壊系列では、α崩壊、β崩壊(β崩壊)、核異性体転移(IT)、という三種類が連なる。

このうち質量が変化するのはα崩壊のみで、変化する質量数は4である。

大きな系列を成す崩壊系列は四種類が知られているが、それぞれの崩壊系列は、質量数を4で割った余り(剰余)が同一になる。

ネプツニウム系列の場合は、質量数を4で割った剰余が常に1になる。

系列

ネプツニウム系列の親核種はネプツニウム237である。

トリウム系列の核種の半減期は、親核種であるネプツニウム237の約200万年が最長で、娘核種の半減期はいずれも短いことから、ネプツニウム系列はこの世に現存していない。唯一、系列最後のビスマス209が従来安定同位体と考えられていたものの、半減期1900京年でα崩壊しタリウム205になることが判明したため、ビスマス209から次のタリウム205までは現存していると言えないこともない。

このため、四系列中で唯一確認できない系列となっていたが、ネプツニウム237から三つ遡ったプルトニウム241を起点とした崩壊(プルトニウム241→アメリシウム241→ウラン237→ネプツニウム237→…)で現存が確認された。

系列表

途中、数ヶ所で枝分かれがあるが、最終的にはビスマス209に落ち着く。

この系列は、確率が低い経路は省かれているため、他の核種が生じる可能性もある点は考慮が必要である。

番号核種半減期種類確率(%)娘核種
 番号
1ネプツニウム237237Np214.4万年α 233Pa2
2プロトアクチニウム233233Pa26.967日β- 233U3
3ウラン233233U15.92万年α 229Th4
4トリウム229229Th7340年α 225Ra5
5ラジウム225225Ra14.9日β- 225Ac6
6アクチニウム225225Ac10.0日α 221Fr7
7フランシウム221221Fr4.9分α 217At8
8アスタチン217217At32.3ミリ秒α99+213Bi9
β-0.012217Rn9-1
9ビスマス213213Bi45.59分β-97.91213Po10
α2.09209Tl10-1
9-1ラドン217217Rn0.54ミリ秒α 213Po10
10ポロニウム213213Po4.2µ秒α 209Pb11
10-1タリウム209209Tl2.20分β- 209Pb11
11鉛209209Pb3.253時β- 209Bi12
12ビスマス209209Bi1900京年α 205Tl13
(13)タリウム205205Tl    

元素

この系列に現われる元素は、次の通り(原子番号 降順)。

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