ルビジウムの同位体

ルビジウム（Rb）の同位体は24種類が知られる。天然に存在するルビジウムは天然存在比が72.2%の安定同位体⁸⁵Rbと27.8%の放射性同位体⁸⁷Rbの2種類である。放射能の強さは、30日から60日で写真フィルムを感光できるほどである。標準原子量は85.4678(3) uである。

⁸⁷Rbの半減期は4.88×10¹⁰年であり、鉱物中のカリウムの代わりになるため、環境中に広く存在する。ルビジウムは年代測定に盛んに用いられてきた。⁸⁷Rbは安定な⁸⁷Srにベータ崩壊する。分画結晶が行われると、ストロンチウムは斜長石の画分に高濃度で現れ、ルビジウムは溶液中に残る。何度も繰り返されるうちにマグマの中のRb/Sr比が高くなり、Rb/Sr比の高い岩石が形成される。Rb/Sr比が10以上と最も高い岩石はペグマタイトである。もし最初のストロンチウム濃度を推定することができれば、Rb/Sr比と⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比を測定することで岩石の年代を決定することができる。

半減期が1.273分の⁸²Rbは、心臓のポジトロン断層法に用いられる。この同位体は天然には存在しないが、⁸²Srの崩壊により作ることができる。

⁷²Rbは2017年に理化学研究所の研究グループによって発見された。⁷²Rbは中性子数35の陽子過剰核であり、核図表において、陽子を加えられる限界とされる陽子ドリップライン（⁷⁴Rb）から２つ離れた場所に、他の陽子ドリップライン内の原子とともに⁷³Rbを囲むように位置している。このような天橋立状の構造が発見されたのは初めてである。一般的に原子核は陽子または中性子が偶数であるときに安定であるが、この実験においては中性子数が奇数の⁷²Rbが観測された一方、中性子数が偶数の⁷³Rbは全く観測されなかったため例外的であり、未知の核構造効果が寄与している可能性がある。^[1]

一覧

同位体核種	Z(p)	N(n)	同位体質量 (u)	半減期	核スピン数	天然存在比	天然存在比 (範囲)
同位体核種	励起エネルギー			半減期	核スピン数	天然存在比	天然存在比 (範囲)
⁷¹Rb	37	34	70.96532(54)#		5/2-#
⁷²Rb	37	35	71.95908(54)#	<1.5 µs	3+#
^72mRb	100(100)# keV			1# µs	1-#
⁷³Rb	37	36	72.95056(16)#	<30 ns	3/2-#
⁷⁴Rb	37	37	73.944265(4)	64.76(3) ms	(0+)
⁷⁵Rb	37	38	74.938570(8)	19.0(12) s	(3/2-)
⁷⁶Rb	37	39	75.9350722(20)	36.5(6) s	1(-)
^76mRb	316.93(8) keV			3.050(7) µs	(4+)
⁷⁷Rb	37	40	76.930408(8)	3.77(4) min	3/2-
⁷⁸Rb	37	41	77.928141(8)	17.66(8) min	0(+)
^78mRb	111.20(10) keV			5.74(5) min	4(-)
⁷⁹Rb	37	42	78.923989(6)	22.9(5) min	5/2+
⁸⁰Rb	37	43	79.922519(7)	33.4(7) s	1+
^80mRb	494.4(5) keV			1.6(2) µs	6+
⁸¹Rb	37	44	80.918996(6)	4.570(4) h	3/2-
^81mRb	86.31(7) keV			30.5(3) min	9/2+
⁸²Rb	37	45	81.9182086(30)	1.273(2) min	1+
^82mRb	69.0(15) keV			6.472(5) h	5-
⁸³Rb	37	46	82.915110(6)	86.2(1) d	5/2-
^83mRb	42.11(4) keV			7.8(7) ms	9/2+
⁸⁴Rb	37	47	83.914385(3)	33.1(1) d	2-
^84mRb	463.62(9) keV			20.26(4) min	6-
⁸⁵Rb	37	48	84.911789738(12)	STABLE	5/2-	0.7217(2)
⁸⁶Rb	37	49	85.91116742(21)	18.642(18) d	2-
^86mRb	556.05(18) keV			1.017(3) min	6-
⁸⁷Rb	37	50	86.909180527(13)	4.923(22)E+10 a	3/2-	0.2783(2)
⁸⁸Rb	37	51	87.91131559(17)	17.773(11) min	2-
⁸⁹Rb	37	52	88.912278(6)	15.15(12) min	3/2-
⁹⁰Rb	37	53	89.914802(7)	158(5) s	0-
^90mRb	106.90(3) keV			258(4) s	3-
⁹¹Rb	37	54	90.916537(9)	58.4(4) s	3/2(-)
⁹²Rb	37	55	91.919729(7)	4.492(20) s	0-
⁹³Rb	37	56	92.922042(8)	5.84(2) s	5/2-
^93mRb	253.38(3) keV			57(15) µs	(3/2-,5/2-)
⁹⁴Rb	37	57	93.926405(9)	2.702(5) s	3(-)
⁹⁵Rb	37	58	94.929303(23)	377.5(8) ms	5/2-
⁹⁶Rb	37	59	95.93427(3)	202.8(33) ms	2+
^96mRb	0(200)# keV			200# ms [>1 ms]	1(-#)
⁹⁷Rb	37	60	96.93735(3)	169.9(7) ms	3/2+
⁹⁸Rb	37	61	97.94179(5)	114(5) ms	(0,1)(-#)
^98mRb	290(130) keV			96(3) ms	(3,4)(+#)
⁹⁹Rb	37	62	98.94538(13)	50.3(7) ms	(5/2+)
¹⁰⁰Rb	37	63	99.94987(32)#	51(8) ms	(3+)
¹⁰¹Rb	37	64	100.95320(18)	32(5) ms	(3/2+)#
¹⁰²Rb	37	65	101.95887(54)#	37(5) ms

脚注

[脚注の使い方]

^ Suzuki, H.; Sinclair, L.; Söderström, P.-A.; Lorusso, G.; Davies, P.; Ferreira, L. S.; Maglione, E.; Wadsworth, R. et al. (2017-11-06). “Discovery of Rb 72 : A Nuclear Sandbank Beyond the Proton Drip Line” (英語). Physical Review Letters 119 (19): 192503. doi:10.1103/PhysRevLett.119.192503. ISSN 0031-9007.

参考文献

Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005).
Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
- Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.

[1] Suzuki, H.; Sinclair, L.; Söderström, P.-A.; Lorusso, G.; Davies, P.; Ferreira, L. S.; Maglione, E.; Wadsworth, R. et al. (2017-11-06). “Discovery of Rb 72 : A Nuclear Sandbank Beyond the Proton Drip Line” (英語). Physical Review Letters 119 (19): 192503. doi:10.1103/PhysRevLett.119.192503. ISSN 0031-9007.

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