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元素の安定と不安定

2020/06/18
15:41

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-ﾌﾟ）と言い、

その中でも放射線を出すものを放射性同位元素（ﾗｼﾞｵｱｲｿﾄ-ﾌﾟ）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
1	H	水素	1	0～6	H-1~H-7	H-1~H-2
2	He	ヘリウム	2	1～8	He-3~He-10	He-3~He-4
3	Li	リチウム	3	1～4	Li-4~Li-12	Li-6~Li-7
5	B	ホウ素	5	1～14	B-6~B-19	B-10~B-11
6	C	炭素	6	2～16	C-8~C-22	C-12~C-13
7	N	窒素	7	3～18	N-10~N-25	N-14~N-15
8	O	酸素	8	4～20	O-12~O-28	O-16~O-18
9	F	フッ素	9	5～22	F-14~F-31	F-19
10	Ne	ネオン	10	6～30	Ne-16~34	Ne-20~Ne-22
11	Na	ナトリウム	11	7～26	Na-18~Na-37	Na-23
12	Mg	マグネシウム	12	7～28	Ma-19~Ma-40	Ma-24~Ma-26
13	Al	アルミニウム	13	8～29	Al-21~Al-42	Al-27
14	Si	ケイ素	14	8～30	Si-22~Si-44	Si28~Si-30
15	P	燐　リン	15	9～31	P-24~P-46	P-31
16	S	硫黄	16	10～33	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	12～35	Ar-30~Ar-53	Ar-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	20	14～37	Ca-34~Ca-57	Ca-40、Ca-42~Ca-44、Ca-46
22	Ti	チタン	22	16～41	Ti-38~Ti-63	Ti-46~Ti-50
24	Cr	クロ－ム	24	18～43	Cr-42~Cr-67	Cr-50、Cr-52~54
25	Mn	マンガン	25	19～44	Mn-44~Mn-69	Mn-55
26	Fe	鉄	26	19～46	Fe-45～Fe-72	Fe-54、Fe-56～Fe-58
27	Co	コバルト	27	20～48	Co-47~Co-75	Co-59
28	Ni	ニッケル	28	20～50	Ni-48~Ni-78	Ni-58,Ni-60~Ni-62、Ni-64
29	Cu	銅	29	23～51	Cu-52~Cu-80	Cu-63,Cu-65
30	Zn	亜鉛	30	24～53	Zn-54~Zn-83	Zn-64,Zn-66~Zn-68、Zn-70
38	Sr	ストロンチウム	38	35～67	Sr-73~Sr-105	Sr-84、Sr-86~Sr-88
40	Zr	ジルコニウム	40	30～70	Zr-78~Zr-110	Zr-90~Zr-92、Zr-94
42	Mo	モリブデン	42	41～73	Mo-83~Mo-115	Mo-92、Mo-94~Mo-98
47	Ag	銀	47	46～83	Ag-93~Ag-130	Ag-107、Ag-109
48	Cd	カドミウム	48	47～84	Cd-95~Cd-132	Cd-106、Cd-108、Cd-110~Cd-112、 Cd-114
50	Sn	錫　スズ	50	49～87	Sn-99~Sn-137	Sn-112、Sn-114~Sn-120、Sn-122、 Sn-124
53	I	ヨウ素	53	55～91	I-108~I-144	I-127
54	Xe	キセノン	54	56～93	Xe-110～Xe-147	Xe-124、Xe-126、Xe-128~Xe-132、 Xe-134、Xe-136
55	Cs	セシウム	55	57～96	Cs-112~Cs-151	Cs-133
56	Ba	バリウム	56	58～97	Ba-114~Ba-153	Ba-130、Ba-132、Ba-134~Ba-138
78	Pt	白金	78	88～124	Pt-166~Pt-202	Pt-192、Pt-194~Pt-196、Pt-198
79	Au	金	79	90～126	Au-169~Au-205	Au-197
80	Hg	水銀	80	91～130	Hg-171~Hg-210	Hｇ-196、Hg-198~Hg-202、Hg-204
82	Pb	鉛	82	96～133	Pb-178~Pb-215	Pb-206~Pb-208
83	Bi	ビスマス	83	101～134	Bi-184~Bi-217	なし
86	Rn	ラドン	86	109～143	Rn-195~229	なし
88	Ra	ラジウム	88	114～146	Rn-202~Rn-234	なし
92	U	ウラン	92	125～150	U-217~U-242	なし
94	Pu	プルトニウム	94	134～153	Pu-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
55	57	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

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