원시 핵종

Primordial nuclide
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지구 상층 대륙 지각에 있는 화학 원소의 원자당 상대적 풍부성

지구화학, 지구물리학, 핵물리학에서, 원시 동위원소로도 알려진 원시 핵종은 지구가 형성되기 이전부터 현재의 형태로 존재해 온 핵종이다.원시 핵종은 태양계가 형성된 성간 매체에 존재했고, 빅뱅 또는 그 이후에 별과 초신성의 핵합성에 이어 질량 방출, 우주선의 파쇄, 그리고 잠재적으로 다른 과정으로부터 형성되었습니다.이들은 안정적인 핵종과 원시 태양 성운에서 현재까지 행성 강착을 통해 생존하는 방사성핵종의 장수명 분율이다. 그러한 핵종은 286개 알려져 있다.

안정성.

알려진 252개의 안정적인 핵종들, 그리고 지구의 형성으로부터 생존할 수 있을 만큼 충분히 긴 반감기를 가진 다른 34개의 핵종들은 모두 원시 핵종으로 발생한다.이 34개의 원시 방사성핵종은 28개의 개별 원소의 동위원소를 나타낸다.카드뮴, 텔루륨, 제논, 네오디뮴, 사마륨, 우라늄은 각각 2개의 원시 방사성 동위원소(113
Cd, Cd
, Te

, Te, Xe

, Nd
, Sm

, Sm
, U
, U)를
가지고
 있다.

지구의 나이는 4.58×10년9(46억 년)이므로 실제적인 고려를 위해서는 주어진 핵종의 반감기가 약 10년8(1억 년)보다 커야 한다.예를 들어, 반감기가 6×10년7(6,000만 년)인 핵종의 경우, 이는 77개의 반감기가 경과했음을 의미하며, 이는 지구 형성에 존재하는 핵종의 각 몰(6.02×1023 원자)당 현재 4개의 원자만 남아 있음을 의미합니다.

실험적으로 확인된 4개의 단수명 원시핵종(즉, 반감기가 가장 짧은 핵종)은 Th(1.4×10년10), U
(4.5×10년9), K
(1.25×10년9), U(7.0×10년8)이다

.

이것들은 우주의 추정 나이와 비슷하거나 약간 더 작은 반감기를 가진 4개의 핵종입니다.(232Th의 반감기는 우주의 나이보다 약간 길다.)우주의 나이보다 훨씬 긴 반감기를 가진 다음 30개를 포함하여 알려진 34개의 원시 방사성핵종의 전체 목록은 아래 전체 목록을 참조한다.실제적인 목적을 위해, 반감기가 우주의 나이보다 훨씬 긴 핵종은 안정된 것처럼 취급될 수 있다.232Th와 U는 반감기가 길어서 지질학적 시간 척도에 따라 붕괴가 제한된다. K와 U는 반감기가 짧아서 심각하게 고갈되지만, 여전히 자연에서 상당히 오래 지속할 수 있다.

그 다음으로 수명이 긴 핵종은 Pu로
, 반감기는 8.08×10년이다7.이것은 원시 핵종으로서 [1]자연에 존재하는 것으로 보고되었지만, 이후 연구에서는 [2]발견되지 않았다.원시[3][4] 동위원소가 증명되지 않은 두 번째 장수
 동위원소는 Sm으로, 반감기는 6.8×10년으로7 세
 번째 장수 동위원소7 Nb(3.5×10년)[5]의 약 2배이다.이 모든 핵종이 4.6×10년9 이상 존재해야 한다는 점을 고려하면 Pu는 57개의 반감기(따라서 2개 1 1.4개17 of 10배57 감소), Sm은 67개(및 2개 1 1.5개20 감소67), Nb는 130개(및130 2개 1 1.4개39 감소)여야 한다.수학적으로, 이러한 핵종의 초기 존재 가능성을 고려할 때, 원시 Pu와 Sm은 비록 그들이 인간 측정이 가능한 지구 지각의 비교적 작은 부분에서 식별될 수 없더라도 오늘날 지구 내 어딘가에서 지속되어야 한다. 반면 Nb와 단수명 핵종은 그렇지 않다.원시 태양 성운에 존재했지만 완전히 소멸된 지 오래 된 Nb와 같은 핵종은 [6]재생되는 다른 수단이 없는 경우 멸종 방사성핵종이라고 한다.

원시 화학 원소는 종종 둘 이상의 원시 동위원소로 구성되기 때문에 83개의 뚜렷한 원시 화학 원소가 있을 뿐이다.이 중 80개에는 관측적으로 안정된 동위원소가 적어도 1개 있고, 추가로 3개의 원시 원소는 방사성 동위원소(비스무스, 토륨, 우라늄)만 있다.

원형이 아닌 자연발생 핵종

자연적으로 발생하는 일부 불안정한 동위원소(예
: C
, H
, Pu)는 지속적으로 재생해야 하므로 원시 동위원소가 아니다.이는 우주방사선(C, H와
같은
 우주원자핵종의 경우) 또는 (희소하지만) 건핵변환(Np와
Pu의 경우
 우라늄의 중성자 포획)에 의해 발생한다.자연적으로 발생하지만 초기 핵종이 아닌 다른 예로는 라돈, 폴로늄, 라듐의 동위원소가 있는데, 이들은 모두 우라늄 붕괴의 방사성 핵종 딸로 우라늄 광석에서 발견된다.안정적인 아르곤 동위 원소 40Ar 실제로 더 방사성 핵종으로 원시 핵종으로 것이 반감기는 10억년의 순서에 있는 매우 오래 사는 방사성 원시적인 동위 원소 우리의 베타 붕괴에대 이후인 아르곤을 창출하고 재생된 것이 지구의 대기의 거의 1%를 형성하는 일반적이다.rly(원시 아르곤은 지구의 Ar보다 상당히 희귀한 알파 과정 핵종 Ar에 의해 지배되었다.)

장수명 방사성 원시핵종 Th로부터 유사한 방사원계열을 도출한다.이 핵종들은 지표면 아래 [7]암석에 있는 우라늄이나 다른 액티니드의 붕괴 또는 핵분열 생성물이라는 것을 의미한다.그러한 모든 핵종은 부모 방사성 원시 핵종보다 반감기가 짧다.Th, U 또는 U의 붕괴사슬에서는 발생하지 않지만 자연 [8]주석의 약 10개를−14 구성하는 Sn과 같은 이 세 개의 장수명 핵종 중 하나의 자발적 핵분열의 산물로 여전히 자연적으로 발생할 수 있다.

원시 요소

"Primorial element"는 다음과 같습니다.대수학의 개념은 원시 요소(대수)를 참조하십시오.

안정된 원시 핵종은 252개, 방사성 원시 핵종은 34개이지만, 80개의 원시 안정 원소(즉, 43개, 61개, 테크네튬과 프로메튬을 제외한 1개에서 82개 사이), 그리고 3개의 방사성 원시 원소(비스무트, 토륨, 우라늄)만이 존재한다.비스무트의 반감기는 매우 길어서 방사능이 심각한 우려를 야기하지 않기 때문에 종종 80개의 원시 안정 원소로 분류된다.원소의 수는 핵종의 수보다 적다. 왜냐하면 많은 원시 원소가 여러 개의 동위원소로 나타나기 때문이다.자세한 내용은 화학 원소를 참조하십시오.

자연발생 안정핵종

전술한 바와 같이 이 숫자는 약 252입니다.동위원소의 안정성별 원소의 목록을 참조한다."안정적인" 252개의 핵종 중 어떤 것이 불안정할 수 있는지를 나타내는 전체 목록은 핵종과 안정적인 핵종 목록을 참조한다.우주의 나이보다 반감기가 긴 모든 "거의 안정적인" 핵종들도 원시 핵종이기 때문에, 이러한 질문들은 핵종이 원시적인지에 대한 질문에 영향을 미치지 않습니다.

방사성 원시 핵종

약 34개의 원시핵종이 방사성핵종인 것으로 추정되지만(아래 목록) 안정핵종의 총수가 불확실하기 때문에 정확한 방사성핵종의 총수를 결정하는 것은 매우 어렵다.반감기가 아직 알려지지 않은 매우 긴 수명의 핵종들이 많이 있다.사람들은 이론적으로 텅스텐의 심지어 가장 현대적인 경험적 방법 안정적일 수 없는 것으로 나타나포함한 모든 동위 원소, 알파 방출로 썩게 할 수 있대 방사능에 감염된 예를 들어, 2013[업데이트]로 이것은 실험적으로 180W.[9]마찬가지로 치수를 재다 가능성을 예측한 것은, 납의 4원시적인 동위 원소톤으로 예상된다나에게 OOO붕괴rcury, 그러나 예측된 반감기는 너무 길어서(일부 10년 초과100) 가까운 미래에 이러한 현상이 거의 관찰되지 않는다.그럼에도 불구하고, 반감기가 너무 길어서 현재 계측기로 측정할 수 없고, 이 관점에서 안정적인 핵종으로 간주되는 핵종의 수는 제한적이다.'안정된' 핵종이 방사능으로 판명된 경우에도 안정적 핵종에서 불안정한 원시핵종 목록으로 이동할 뿐이며, 원시핵종의 총수는 변하지 않는다.실제로 이들 핵종은 전문 [citation needed]연구 이외의 모든 목적에 대해 안정된 것으로 간주할 수 있다.

34개의 방사성 원시핵종과 측정된 반감기 목록

이 34개의 원시 핵종은 28개의 서로 다른 화학 원소의 방사성 동위원소를 나타냅니다(카드뮴, 네오디뮴, 사마륨, 텔루륨, 우라늄, 제논은 각각 두 개의 원시 방사성 동위원소를 가집니다).방사성핵종은 안정성의 순서로 나열되며, 가장 긴 반감기가 목록을 시작한다.대부분의 경우 이러한 방사성핵종은 매우 안정적이어서 각각의 원소의 안정적 동위원소와 풍부성 경쟁을 벌인다.인듐, 텔루륨, 레늄 등 세 가지 화학 원소의 경우 안정적인 핵종보다 매우 긴 수명의 방사성 원시 핵종이 풍부하게 발견됩니다.

최장수 방사성핵종인 Te는 반감기가 2.2×10년으로24 우주의 160조 배에 이른다.34개의 핵종 중 4개만이 우주의 나이보다 짧거나 같은 반감기를 가지고 있다.나머지 30명 대부분은 반감기가 훨씬 더 길다.가장 수명이 짧은 원시 동위원소인 U는 지구와 태양계의 약 6분의 1인 7억380만 년의 반감기를 가지고 있다.이 핵종들 중 다수는 이중 베타 붕괴에 의해 붕괴되지만, Bi와 같은 일부는 알파 붕괴와 같은 다른 방법으로 붕괴한다.

목록 끝에 두 개의 핵종이 추가되었습니다.244Pu와 SM.원시적인 것으로 확인되지는 않았지만, 반감기가 충분히 길어서 오늘날에도 미세한 양이 남아있을 것입니다.

아니요. 핵종 에너지 반쪽-
인생
(년)		 붕괴
모드		 붕괴 에너지
(MeV)		 약비
에게 반감기.
우주의 나이
253 128테 8.743261 2.2×1024 2β− 2.530 160조
254 124Xe 8.778264 1.8×1022 ㅋㅋ 2.864 1조 3천억
255 78Kr 9.022349 9.2×1021 ㅋㅋ 2.846 6,700억
256 136Xe 8.706805 2.140×1021 2β− 2.462 1600억
257 76ge 9.034656 1.8×1021 2β− 2.039 1,300억
258 130바 8.742574 1.2×1021 ㅋㅋ 2.620 870억
259 82세 9.017596 1.1×1020 2β− 2.995 80억
260 116CD 8.836146 3.102×1019 2β− 2.809 23억
261 48Ca 8.992452 2.140×1019 2β− 4.274, .0058 17억
262 209Bi 8.158689 2.01×1019 α 3.137 15억
263 96Zr 8.961359 2.0×1019 2β− 3.4 15억
264 130테 8.766578 8.806×1018 2β− .868 6억 4천만
265 150Nd 8.562594 7.905×1018 2β− 3.367 5억 7천만
266 100모 8.933167 7.804×1018 2β− 3.035 5억 7천만
267 151에우 8.565759 5.004×1018 α 1.9644 3억 6천만
268 180W 8.347127 1.801×1018 α 2.509 1억3000만
269 50브이 9.055759 1.4×1017 β+ 또는− β 2.205, 1.038 천만
270 113CD 8.859372 7.7×1015 β− .321 560,000
271 148SM 8.607423 7.005×1015 α 1.986 510,000
272 144Nd 8.652947 2.292×1015 α 1.905 170,000
273 186OS 8.302508 2.002×1015 α 2.823 150,000
274 174HF 8.392287 2.002×1015 α 2.497 150,000
275 115인 8.849910 4.4×1014 β− .499 32,000
276 152Gd 8.562868 1.1×1014 α 2.203 8000
277 190Pt 8.267764 6.5×1011 α 3.252 47
278 147SM 8.610593 1.061×1011 α 2.310 7.7
279 138라 8.698320 1.021×1011 K 또는− β 1.737, 1.044 7.4
280 87Rb 9.043718 4.972×1010 β− .283 3.6
281 187레 8.291732 4.120×1010 β− .0026 3.0
282 176루 8.374665 3.764×1010 β− 1.193 2.7
283 232Th(Th) 7.918533 1.405×1010 α 또는 SF 4.083 1.0
284 238U 7.872551 4.468×109 α 또는 SF 또는 2β− 4.270 0.3
285 40K. 8.909707 1.251×109 β−, K 또는+ β 1.311, 1.505, 1.505 0.09
286 235U 7.897198 7.038×108 α 또는 SF 4.679 0.05
287 244푸 7.826221 8.0×107 α 또는 SF 4.666 0.006
288 146SM 8.626136 6.8×107 α 2.529 0.005

범례 목록

No. (number)
참조용 실행 중인 양의 정수입니다.현재는 안정으로 분류되지만 이론적으로는 불안정할 것으로 예측되는 252개의 핵종이 존재하기 때문에 미래에는 약간 변화할 수 있으므로(안정적 핵종 still 아직 관측되지 않은 붕괴 참조), 향후 실험에서는 실제로 불안정한 핵종도 있을 수 있다.숫자는 253에서 시작하여 (관측적으로) 안정적인 252개의 핵종을 따릅니다.
Nuclide
핵종 식별자는 질량 번호 A와 대응하는 화학 원소의 기호(고유한 양성자 번호 포함)로 지정된다.
Energy
MeV/c2 단위의 중성자 질량에 대한 이 핵종의 평균 핵자의 질량(따라서 모든 핵종이 양의 값을 얻는다). 공식적으로는 mn - mnuclide / A.
Half-life
모든 시간은 연도로 주어진다.
Decay mode
α α붕괴
β− β붕괴−
K 전자 포획
ㅋㅋ 이중 전자 포획
β+ β붕괴+
SF 자연 핵분열
2β− 이중β붕괴−
2β+ 이중β붕괴+
I 이성질 전이
p 양성자 방출
n 중성자 방출
Decay energy
MeV의 (최대) 붕괴 에너지에 대한 여러 값은 순서대로 붕괴 모드에 매핑됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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