元素の安定と不安定

元素は物質を構成している最小の単位です。

色々な元素が組み合わさって分子になり全ての物質を構成しています。

例えば水はH2Oと書きますが、水素2個と酸素が1個くっついているものです。

いま問題になっている放射線は元素から放射されています。

どの元素から放射線が出るのかと言う事ですが、放射線は全ての元素から出る可能性があります。

ただし同じ元素でも安定している元素と不安定な元素があり放射線は不安定な元素から出ます。

それは1つの元素でも色々種類があるからです。

例えば水素ですが、H-1からH-7まで7種類があります。

原発事故の初期に話題になったヨウ素は、I-108からI-144まで37種類あり、

セシウムはCs-112からCs-151まで40種類があります。

これだけの種類があります。

その中で安定しているのは

水素でいえばH-1とH-2

ヨウ素はI-127

セシウムはCs-133だけです。

それ以外のものは不安定なため放射線を出します。

このように同じ元素での色々な種類を同位元素(アイソト-プ)と言い、

その中でも放射線を出すものを放射性同位元素(ラジオアイソト-プ)と言います。

ちなみに元素番号83番のビスマスより下のほうの元素には安定する元素はなく全てが不安定で放射線を出します。

よく耳にする元素の安定と不安定に関する表をまとめたのが次の表です。

見づらいかもしれませんが我慢してください。

比較的良く聞く名前の元素を書きました。

一番右側の安定した元素以外は全て放射線を出します

 注:陽子と中性子の合計の数を記号の後ろに付けています。

   例:ヘリウム・He-4は陽子2個と中性子が2個です。そしてHe-4の事をα線といいます。

元素番号記号名前陽子数中性子数同位元素安定した同位元素
1H水素10~6H-1~H-7H-1~H-2
2Heヘリウム21~8He-3~He-10He-3~He-4
3Liリチウム

3

1~4Li-4~Li-12Li-6~Li-7
5Bホウ素51~14B-6~B-19B-10~B-11
6C炭素62~16C-8~C-22C-12~C-13
7N窒素73~18N-10~N-25N-14~N-15
8O酸素84~20O-12~O-28O-16~O-18
9Fフッ素95~22F-14~F-31F-19
10Neネオン106~30Ne-16~34Ne-20~Ne-22
11Naナトリウム117~26Na-18~Na-37Na-23
12Mgマグネシウム127~28Ma-19~Ma-40Ma-24~Ma-26
13Alアルミニウム138~29Al-21~Al-42Al-27
14Siケイ素148~30Si-22~Si-44Si28~Si-30
15P燐 リン15 9~31 P-24~P-46P-31
16 S硫黄 1610~33 S-26~S-49 S-32~S-34,S-36
17 Cl塩素 17 11~34 Cl-28~Cl-51 Cl-35,Cl-37
18 Arアルゴン18 12~35Ar-30~Ar-53Ar-36、Ar-38,Ar-40
19 Kカリウム19 13~36 K-32~K-55 K-39、K-41
20 Caカルシウム 2014~37Ca-34~Ca-57Ca-40、Ca-42~Ca-44、Ca-46
22Tiチタン 2216~41Ti-38~Ti-63 Ti-46~Ti-50
24 Crクロ-ム 24 18~43 Cr-42~Cr-67Cr-50、Cr-52~54
25 Mnマンガン2519~44Mn-44~Mn-69 Mn-55
26Fe2619~46Fe-45~Fe-72Fe-54、Fe-56~Fe-58
27Coコバルト2720~48Co-47~Co-75Co-59
28Niニッケル2820~50Ni-48~Ni-78Ni-58,Ni-60~Ni-62、Ni-64
29Cu2923~51Cu-52~Cu-80Cu-63,Cu-65
30Zn亜鉛3024~53Zn-54~Zn-83Zn-64,Zn-66~Zn-68、Zn-70
38Srストロンチウム3835~67Sr-73~Sr-105Sr-84、Sr-86~Sr-88
40Zrジルコニウム4030~70Zr-78~Zr-110Zr-90~Zr-92、Zr-94
42Moモリブデン4241~73Mo-83~Mo-115Mo-92、Mo-94~Mo-98
47Ag4746~83Ag-93~Ag-130Ag-107、Ag-109
48Cdカドミウム4847~84Cd-95~Cd-132

Cd-106、Cd-108、Cd-110~Cd-112、

Cd-114

50Sn錫 スズ5049~87Sn-99~Sn-137

Sn-112、Sn-114~Sn-120、Sn-122、

Sn-124

53Iヨウ素5355~91I-108~I-144I-127
54Xeキセノン5456~93Xe-110~Xe-147

Xe-124、Xe-126、Xe-128~Xe-132、

Xe-134、Xe-136

55Csセシウム5557~96Cs-112~Cs-151Cs-133
56Baバリウム5658~97Ba-114~Ba-153Ba-130、Ba-132、Ba-134~Ba-138
78Pt白金7888~124Pt-166~Pt-202Pt-192、Pt-194~Pt-196、Pt-198
79Au7990~126Au-169~Au-205Au-197
80Hg水銀8091~130Hg-171~Hg-210Hg-196、Hg-198~Hg-202、Hg-204
82Pb8296~133Pb-178~Pb-215Pb-206~Pb-208
83Biビスマス83101~134Bi-184~Bi-217

なし

86Rnラドン86109~143Rn-195~229なし
88Raラジウム88114~146Rn-202~Rn-234なし
92Uウラン92125~150U-217~U-242なし
94Puプルトニウム94134~153Pu-228~Pu-247なし

 

次にこれらの元素の中で今一番問題になっているセシウムだけを取り上げて見ます。

同じセシウムでもどれだけの種類があるのか分かると思います。

不安定なセシウムは放射線を出しながら、別の元素に変わりますが、

変わった先の元素とそれが安定か不安定かも参考のため書きます。

あまり多いのでまとめて書いた分 115~130と141~151はその先を省略しました。

当然ですがセシウム-133は安定していますので放射線を出しませんし変化もしません。

陽子数中性子数表示安定度出る放射線半減期変わった先変わった先の安定度
5557セシウム-112不安定陽子線瞬間キセノン-111不安定
    α線瞬間ヨウ素-108不安定
 58セシウム-113不安定陽子線瞬間キセノン-112不安定
    ベ-タ-線瞬間キセノン-113不安定
 59セシウム-114不安定α線1秒キセノン-114不安定
    ベ-タ-線1秒ヨウ素-113不安定
    ベ-タ-線1秒テルル-110不安定
    ベ-タ-線1秒ヨウ素-110不安定
 60~75セシウム115~130不安定    
 76セシウム-131不安定電子線10日キセノン-131安定
 77セシウム-132不安定ベ-タ-線6.5日キセノン-132安定
    ベ-タ-線6.5日バリウム-132安定
 78セシウム-133安定    
 79セシウム-134不安定ベ-タ-線2年バリウム-134安定
    ベ-タ-線2年キセノン-134安定
 80セシウム-135不安定ベ-タ-線200万年バリウム-135安定
 81セシウム-136不安定ベ-タ-線13日バリウム-136安定
 82セシウム-137不安定ベ-タ-線30年バリウム-137安定
 83セシウム-138不安定ベ-タ-線33分バリウム-138安定
 84セシウム-139不安定ベ-タ-線9分バリウム-139不安定
 85セシウム-140不安定ベ-タ-線54秒バリウム-140不安定
 86~96セシウム-141~151不安定