スズ100

スズ100 (Tin-100・100Sn) についての詳細

スズ100は、元素スズの同位体の中でも特に注目される存在です。100Snは、50個の陽子と50個の中性子で構成される核種です。このように陽子と中性子の数が等しい核種のうち、100Snは最も重いものであると考えられています。重い元素では通常、中性子の数が陽子の数を越えているため、100Snの特異性が際立ちます。

魔法数と二重魔法核

核種の安定性において、核子の数が特定の値（魔法数）に達すると、特に安定した状態になるといわれています。100Snは、50という核子の数を満たしており、これにより二重魔法核と分類されます。つまり、二重に安定性を高める要素が揃っているのです。

半減期は1.1±0.4秒と、通常の核種と比べると明らかに不安定ですが、スズの他の同位体と比べると比較的安定であるといえます。スズ同位体の中で100Snは2番目に軽く、1番軽い99Snは中性子の数が少なく重い核種です。

崩壊過程と生成物

100Snの崩壊過程は興味深く、83%以上の割合で陽電子を放出して100Inに変わります。残りの17%以下は陽電子放出に加え、陽子も放出して99Cdに崩壊します。これらの核種も不安定であり、異なる崩壊モードが確認されていますが、主に連続的な陽電子の放出によって、最終的には95Mo、98Ru、99Ru、100Ruへと移行することが知られています。

例えば、5回の陽電子放出と1回の電子捕獲を経た崩壊系列では、質量数が変わらない同重体間の遷移が観察されます。

合成と観測の歴史

スズ100は1994年に、124Xeと9Beを衝突させることで合成されましたが、実際にその崩壊が詳細に観測されたのは2012年のことです。この時の崩壊速度は、知られている核種の中でも最速の遷移速度を持つことが確認されました。このように、持続的な陽電子放出が観測されることは、r過程での重い元素の合成や、ニュートリノの質量を解明する重要な手掛かりとなると期待されています。

101Snとの関連

また、100Snに中性子を1個加えた101Snも興味深い存在です。100Snの安定性に由来し、この核種は珍しい基底状態を報告されています。スズ同位体の研究は、核物理の様々な側面に光を当てる重要なフィールドです。基礎的な知識を深めることで、それぞれの核種が持つ特徴やその背景を理解する手助けとなります。

関連する他のスズの同位体についても引き続き研究が進められており、核種の特性を解き明かすことで新たな発見や理論の構築が期待されています。

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