テルル128

テルル128 (Tellurium-128)

テルル128、称して128Teは、テルルの同位体の一つであり、最も注目される特性はその長大な半減期です。自然界に存在するテルルの約31.74%を占め、130Teに次ぐ割合を持っています。

半減期

128Teの半減期は驚異的な長さで、2.2×10^24年です。この長大な半減期は、放射性崩壊が確認されている核種の中で最も長く、宇宙の年齢の約160兆倍にも相当します。したがって、1秒間に1個の128Teの崩壊を観測するためには、2万トン以上の128Teの塊が必要とされています。

128Teは、二重ベータ崩壊という非常に稀な放射性崩壊のメカニズムを持つため、このような長い半減期が実現されています。具体的には、128Teの質量超過は-88.992091MeVであり、同じく同重体の128Iは-87.737939MeVです。この質量の差は正となるため、通常のベータ崩壊が発生しません。しかし、原子番号が2つ大きい128Xeと比べると、-89.860039MeVと差が負となります。この場合、128Teの2つの中性子がそれぞれ電子と反電子ニュートリノを放出して2つの陽子に変わり、128Xeへと崩壊します。

同位体間の比較

興味深いことに、130Teもまた非常に長い半減期を持っており、その値は7.9×10^20年です。これは、安定同位体を持ちながらも、放射性同位体が相対的に多い稀なケースの一つです。このような挙動を示す元素はテルルの他にレニウムやインジウムが知られています。比較対象としては、187Reが412億年、115Inが441兆年の半減期を持ち、128Teや130Teはこれらに比べて桁違いに長寿命です。

親核種とその生成

128Teの親核種としては128Iと128Sbが知られています。128Iは非常に短命な核種で、半減期はわずか24.99分です。その6.9%が陽電子放出によって128Teに変わりますが、残りの93.1%はベータ崩壊を経て128Xeに変わります。一方、128Sbは半減期が9.01時間で、こちらは100%がベータ崩壊によって128Teに変わります。

また、128Teには核異性体である128mTeも存在し、半減期は0.0000037秒と短く、核異性体転移を経て128Teに変わります。さらに、原子炉や核兵器において中性子線による核分裂反応の生成物の一つとしても知られています。

崩壊の発見

128Teが二重ベータ崩壊をすることが確認されたのは1988年のことです。この発見は、カナダのケベック州にある古いテルル鉱石を調査することから始まりました。研究者たちはテルル化ニッケルの鉱石メロネスとテルル化鉛の鉱石テルル鉛鉱に含まれる128Xeの同位体比を計測し、128Teの半減期を算出しました。この時計測された半減期は1.8×10^24年という値で、現在知られているものよりも短いものでした。さらに、同時に130Xeから130Teへの半減期も求められました。

テルル128はその特異な崩壊メカニズムと長寿命から、放射性同位体研究において非常に重要な役割を果たしています。

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