アルミニウムには複数の同位体があるが、天然に存在するのは (27Al) （安定同位体）と 26Al （放射性、半減期71.7万年）のみで、そのうち 27Al が99.9%以上を占める。標準原子量は 26.9815386(8) u である。26Al は大気圏で発生するが、それは宇宙線陽子によるアルゴンの破砕が原因である。アルミニウムの同位体は海洋性堆積物、マンガンノジュール、氷河の氷、岩石中の露出した石英粒子、そして隕石の年代測定において重要である。
宇宙線起源の 26Al は月や隕石の研究で初めて用いられた。隕石の破片はその母天体から離れたあと宇宙空間で強烈な宇宙線を浴び、相当な26Alが生じる。地球に落下した後は、宇宙線が大気で遮蔽されるため隕石の破片には新たな26Alの生成が起こらなくなる。そのため、26Al の崩壊は隕石落下年代の決定に使われる。また、隕石の研究において、26Al は太陽系形成時に比較的豊富に存在していたことが判明しており、26Alの崩壊熱は、微惑星の溶融と分化を引き起こしたと考えられている[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) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 励起エネルギー | |||||||
| 21Al | 13 | 8 | 21.02804(32)# | <35 ns | 1/2+# | ||
| 22Al | 13 | 9 | 22.01952(10)# | 59(3) ms | (3)+ | ||
| 23Al | 13 | 10 | 23.007267(20) | 470(30) ms | 5/2+# | ||
| 23mAl | ~0.35 s | #79 | |||||
| 24Al | 13 | 11 | 23.9999389(30) | 2.053(4) s | 4+ | ||
| 24mAl | 425.8(1) keV | 131.3(25) ms | 1+ | ||||
| 25Al | 13 | 12 | 24.9904281(5) | 7.183(12) s | 5/2+ | ||
| 26Al | 13 | 13 | 25.98689169(6) | 7.17(24)E+5 a | 5+ | ||
| 26mAl | 228.305(13) keV | 6.3452(19) s | 0+ | ||||
| 27Al | 13 | 14 | 26.98153863(12) | STABLE | 5/2+ | 1.0000 | |
| 28Al | 13 | 15 | 27.98191031(14) | 2.2414(12) min | 3+ | ||
| 29Al | 13 | 16 | 28.9804450(13) | 6.56(6) min | 5/2+ | ||
| 30Al | 13 | 17 | 29.982960(15) | 3.60(6) s | 3+ | ||
| 31Al | 13 | 18 | 30.983947(22) | 644(25) ms | (3/2,5/2)+ | ||
| 32Al | 13 | 19 | 31.98812(9) | 31.7(8) ms | 1+ | ||
| 32mAl | 955.7(4) keV | 200(20) ns | (4+) | ||||
| 33Al | 13 | 20 | 32.99084(8) | 41.7(2) ms | (5/2+)# | ||
| 34Al | 13 | 21 | 33.99685(12) | 56.3(5) ms | 4-# | ||
| 35Al | 13 | 22 | 34.99986(19) | 38.6(4) ms | 5/2+# | ||
| 36Al | 13 | 23 | 36.00621(23) | 90(40) ms | |||
| 37Al | 13 | 24 | 37.01068(36) | 10.7(13) ms | 3/2+ | ||
| 38Al | 13 | 25 | 38.01723(78) | 7.6(6) ms | |||
| 39Al | 13 | 26 | 39.02297(158) | 7.6(16) ms | 3/2+# | ||
| 40Al | 13 | 27 | 40.03145(75)# | 10# ms [>260 ns] | |||
| 41Al | 13 | 28 | 41.03833(86)# | 2# ms [>260 ns] | 3/2+# | ||
| 42Al | 13 | 29 | 42.04689(97)# | 1# ms | |||
- #でマークされた値は、全てが純粋に実験値から算出されたものではなく、一部体系的な傾向から導き出された推定値を含んでいる。明確なデータが得られていない核スピンに関しては、かっこ書きで表記している。
- 数値の最後にかっこ書きで表記しているのは、その値の誤差を示している。誤差の値は、同位体の構成と標準の原子質量に関しては、IUPACが公表する誤差で表記しており、それ以外の値は、標準偏差を表記している。
脚注
- ^ Robert T. Dodd, Thunderstones and Shooting Stars, pp. 89-90. (ISBN 0-674-89137-6).
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).
- 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.
外部リンク
- Aluminum isotopes data from The Berkeley Laboratory Isotopes Project's