トリウム(Th)は、安定同位体を持たないが、232Thだけはほぼ安定といえる。地球上の同位体組成が定まっているため、標準原子量は定めることができる。標準原子量は232.03806(2) uである。
トリウムの同位体のうち、アクチニウム系列、トリウム系列、ウラン系列に属する同位体は以下の別名でも知られている：
- ラジオアクチニウム (radio-actinium) : 227Th
- ラジオトリウム (radio-thorium) : 228Th
- イオニウム (ionium) : 230Th
- ウランY (uranium Y) : 231Th
- ウランX1 (uranium X1) : 234Th
27個の放射性同位体が同定されていて、最も豊富で安定な232Thの半減期は140.5億年である。230Thの半減期は75380年、229Thの半減期は7340年、228Thの半減期は1.92年である。その他は全て30日以下であり、そのほとんどは10分以下である。229Thには、励起エネルギー（7.6 ± 0.5 eV[1]）の極めて低い核異性体が存在する[2]。
トリウムの既知の同位体の原子量は、209[3]から238の間である。
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 | |||||||
| 209Th | 90 | 119 | 209.01772(11) | 7(5) ms [3.8(+69-15)] | 5/2-# | ||
| 210Th | 90 | 120 | 210.015075(27) | 17(11) ms [9(+17-4) ms] | 0+ | ||
| 211Th | 90 | 121 | 211.01493(8) | 48(20) ms [0.04(+3-1) s] | 5/2-# | ||
| 212Th | 90 | 122 | 212.01298(2) | 36(15) ms [30(+20-10) ms] | 0+ | ||
| 213Th | 90 | 123 | 213.01301(8) | 140(25) ms | 5/2-# | ||
| 214Th | 90 | 124 | 214.011500(18) | 100(25) ms | 0+ | ||
| 215Th | 90 | 125 | 215.011730(29) | 1.2(2) s | (1/2-) | ||
| 216Th | 90 | 126 | 216.011062(14) | 26.8(3) ms | 0+ | ||
| 216m1Th | 2042(13) keV | 137(4) µs | (8+) | ||||
| 216m2Th | 2637(20) keV | 615(55) ns | (11-) | ||||
| 217Th | 90 | 127 | 217.013114(22) | 240(5) µs | (9/2+) | ||
| 218Th | 90 | 128 | 218.013284(14) | 109(13) ns | 0+ | ||
| 219Th | 90 | 129 | 219.01554(5) | 1.05(3) µs | 9/2+# | ||
| 220Th | 90 | 130 | 220.015748(24) | 9.7(6) µs | 0+ | ||
| 221Th | 90 | 131 | 221.018184(10) | 1.73(3) ms | (7/2+) | ||
| 222Th | 90 | 132 | 222.018468(13) | 2.237(13) ms | 0+ | ||
| 223Th | 90 | 133 | 223.020811(10) | 0.60(2) s | (5/2)+ | ||
| 224Th | 90 | 134 | 224.021467(12) | 1.05(2) s | 0+ | ||
| 225Th | 90 | 135 | 225.023951(5) | 8.72(4) min | (3/2)+ | ||
| 226Th | 90 | 136 | 226.024903(5) | 30.57(10) min | 0+ | ||
| 227Th | 90 | 137 | 227.0277041(27) | 18.68(9) d | 1/2+ | ||
| 228Th | 90 | 138 | 228.0287411(24) | 1.9116(16) a | 0+ | ||
| 229Th | 90 | 139 | 229.031762(3) | 7.34(16)E+3 a | 5/2+ | ||
| 229mTh | 0.0076(5) keV | 70(50) h | 3/2+ | ||||
| 230Th | 90 | 140 | 230.0331338(19) | 7.538(30)E+4 a | 0+ | ||
| 231Th | 90 | 141 | 231.0363043(19) | 25.52(1) h | 5/2+ | ||
| 232Th | 90 | 142 | 232.0380553(21) | 1.405(6)E+10 a | 0+ | 1.0000 | |
| 233Th | 90 | 143 | 233.0415818(21) | 21.83(4) min | 1/2+ | ||
| 234Th | 90 | 144 | 234.043601(4) | 24.10(3) d | 0+ | ||
| 235Th | 90 | 145 | 235.04751(5) | 7.2(1) min | (1/2+)# | ||
| 236Th | 90 | 146 | 236.04987(21)# | 37.5(2) min | 0+ | ||
| 237Th | 90 | 147 | 237.05389(39)# | 4.8(5) min | 5/2+# | ||
| 238Th | 90 | 148 | 238.0565(3)# | 9.4(20) min | 0+ | ||
出典
- ^ B. R. Beck et al. (2007-04-06). “Energy splitting in the ground state doublet in the nucleus 229Th"”. Physical Review Letters 98: 142501. doi:10.1103/PhysRevLett.98.142501.
- ^ E. Ruchowska et al. (2006). “Nuclear structure of 229Th"”. Phys. Rev. C 73: 044326. doi:10.1103/PhysRevC.73.044326.
- ^ H. Ikezoe et al. (1996). “alpha decay of a new isotope of 209Th"” (subscription required). Phys. Rev. C 54: 2043. doi:10.1103/PhysRevC.54.2043.
参考文献
- Isotope masses from 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.