マンガンの同位体(マンガンのどういたい)のうち天然に生成するものは、安定同位体の55Mnのみである。18個の放射性同位体が同定されていて、最も安定な53Mnの半減期は370万年、54Mnの半減期が312.3日、52Mnの半減期が5.591年である。残りは全て3時間以内の半減期であり、そのほとんどは1分以下である。3つの核異性体が存在する。
マンガンは鉄等と同様に、重い恒星が超新星爆発を起こす直前にできたと考えられている。53Mnは370万年の半減期で53Crに崩壊する。比較的短い寿命のため、53Mnはすでに消滅している。マンガンの同位体含有量はクロムの同位体含有量と結びついており、同位体地質学や放射年代測定で用いられる。マンガンとクロムの同位体組成比は、太陽系の初期に26Alと107Pdが存在したことを強く示唆している。小惑星における52Cr/53Cr及びMn/Crの構成比の多様性は、形成初期の様々な天体上で53Mnが崩壊したことを示している。したがって、53Mnは太陽系形成直前の宇宙の元素合成の証拠を残しているといえる。
マンガンの同位体の質量数は46から65の間である。質量数55以下のものは主に電子捕獲によって崩壊し、質量数が55以上のものは主にベータ崩壊する。
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 | |||||||
| 44Mn | 25 | 19 | 44.00687(54)# | <105 ns | (2-)# | ||
| 45Mn | 25 | 20 | 44.99451(32)# | <70 ns | (7/2-)# | ||
| 46Mn | 25 | 21 | 45.98672(12)# | 37(3) ms | (4+) | ||
| 46mMn | 150(100)# keV | 1# ms | 1-# | ||||
| 47Mn | 25 | 22 | 46.97610(17)# | 100(50) ms | 5/2-# | ||
| 48Mn | 25 | 23 | 47.96852(12) | 158.1(22) ms | 4+ | ||
| 49Mn | 25 | 24 | 48.959618(26) | 382(7) ms | 5/2- | ||
| 50Mn | 25 | 25 | 49.9542382(11) | 283.29(8) ms | 0+ | ||
| 50mMn | 229(7) keV | 1.75(3) min | 5+ | ||||
| 51Mn | 25 | 26 | 50.9482108(11) | 46.2(1) min | 5/2- | ||
| 52Mn | 25 | 27 | 51.9455655(21) | 5.591(3) d | 6+ | ||
| 52mMn | 377.749(5) keV | 21.1(2) min | 2+ | ||||
| 53Mn | 25 | 28 | 52.9412901(9) | 3.74(4)E+6 a | 7/2- | ||
| 54Mn | 25 | 29 | 53.9403589(14) | 312.03(3) d | 3+ | ||
| 55Mn | 25 | 30 | 54.9380451(7) | STABLE | 5/2- | 1.0000 | |
| 56Mn | 25 | 31 | 55.9389049(7) | 2.5789(1) h | 3+ | ||
| 57Mn | 25 | 32 | 56.9382854(20) | 85.4(18) s | 5/2- | ||
| 58Mn | 25 | 33 | 57.93998(3) | 3.0(1) s | 1+ | ||
| 58mMn | 71.78(5) keV | 65.2(5) s | (4)+ | ||||
| 59Mn | 25 | 34 | 58.94044(3) | 4.59(5) s | (5/2)- | ||
| 60Mn | 25 | 35 | 59.94291(9) | 51(6) s | 0+ | ||
| 60mMn | 271.90(10) keV | 1.77(2) s | 3+ | ||||
| 61Mn | 25 | 36 | 60.94465(24) | 0.67(4) s | (5/2)- | ||
| 62Mn | 25 | 37 | 61.94843(24) | 671(5) ms | (3+) | ||
| 62mMn | 0(150)# keV | 92(13) ms | (1+) | ||||
| 63Mn | 25 | 38 | 62.95024(28) | 275(4) ms | 5/2-# | ||
| 64Mn | 25 | 39 | 63.95425(29) | 88.8(25) ms | (1+) | ||
| 64mMn | 135(3) keV | >100 µs | |||||
| 65Mn | 25 | 40 | 64.95634(58) | 92(1) ms | 5/2-# | ||
| 66Mn | 25 | 41 | 65.96108(43)# | 64.4(18) ms | |||
| 67Mn | 25 | 42 | 66.96414(54)# | 45(3) ms | 5/2-# | ||
| 68Mn | 25 | 43 | 67.96930(64)# | 28(4) ms | |||
| 69Mn | 25 | 44 | 68.97284(86)# | 14(4) ms | 5/2-# | ||
参考
- 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.