クリプトンの同位体

クリプトンの同位体

クリプトン（記号：Kr）は、周期表の18族に属する希ガスであり、多様な同位体を持つことが知られています。クリプトンの同位体は合計31種類が確認されており、その中には安定同位体と放射性同位体が含まれています。天然に存在するクリプトンは、5つの安定同位体と1つの放射性同位体から構成されており、これらの同位体はそれぞれ異なる性質を持っています。

天然同位体の概要

天然に存在しているクリプトンの同位体には、81Kr、78Kr、85Krなどがあり、特に約25万年の半減期を持つ81Krは、地下水の年代測定に広く利用されています。この同位体は、大気中の反応によって生成され、他のクリプトンの天然同位体の原材料となります。地下の水源から得られる81Krは、年代測定において5万年から80万年の範囲をカバーできるため、考古学や地質学などの分野で非常に有用です。

対照的に、78Krは二重電子捕獲を引き起こす可能性を持つ核種として位置付けられていますが、その確率は非常に低く、半減期は推定で1.1×10^20年以上と見積もられています。これに対して、85Krは比較的短い半減期（10.76年）を持ち、ウランやプルトニウムの核分裂反応によって生成されます。このガスは、特に核実験や原子炉内で生成されることが多く、燃料棒の再処理過程では完全に環境に放出される性質があります。

85Krの環境への影響

1940年代の大気中の85Kr濃度は、1m³あたりわずか0.001ベクレル以下でありましたが、現在では1m³あたり1ベクレルを超えるとされ、特に北半球では、その濃度が南半球よりも30%高いとの報告もあります。これは、北半球に多くの原子炉が存在するためと考えられます。85Krは、ベータ崩壊を経てルビジウム-85（85Rb）へと変わります。

同位体の利用とメートルの定義

興味深いことに、1983年までの間、86Krが発するオレンジ色のスペクトル線は、メートルの定義の基準に利用されていました。このタイミングで86Krは、物理学や計測技術において重要な役割を果たしていました。

標準原子量

クリプトンの標準原子量は83.798(2) uとされています。この値は、様々な同位体の存在比を考慮に入れた上での計測結果に基づいており、クリプトンを含む化合物の特性を理解する上で重要な指標となります。

参考文献

この記事の内容は、以下の出典を基にしています。これにより、クリプトンの同位体に関する理解が深まることでしょう。

• - Audi, G., Wapstra, A. H., & Thibault, C. (2003). Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation. Nuclear Physics A, 729.
• - IUPAC (2003). Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Pure Appl. Chem., 75(6), 683-800.
• - National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory (2005). NuDat 2.1 database.
• - Lide, D. R., & Holden, N. E. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition.

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