放射性同位元素と同位体

原子は、現存するすべての物質の構成要素である。原子によってばらつきがある。同様に、同じ元素の中にもバリエーションがあります。同位体は、個々の元素の中の違いの例である。同じ元素の同位体でも、中性子数の違いによる違いがあります。しかし、同じ元素の同位体は、どれも化学的挙動が似ている。

同位体

同じ元素の原子が異なることもある。このように、同じ元素の異なる原子を同位体と呼びます。中性子の数が違うので、互いに異なる。中性子の数が異なるため、質量数も異なる。ただし、同じ元素の同位体は、陽子と中性子の数が同じである。同位体によって存在する量が異なるため、相対的存在量と呼ばれるパーセンテージの値で表す。例えば、水素には、プルトニウム、重水素、トリチウムの3つの同位体があります。その中性子数および相対量は以下の通りである。

99.985%の相対量で1H-中性子を含まない。

2H- 中性子で、相対的な存在量は0.015%。

3H - 中性子2個、相対的存在比0

原子核が保持できる中性子の数は、元素によって異なる。これらの同位体のうち、安定なのは一部だけである。例えば、酸素には3つの安定同位体があり、スズには10の安定同位体があります。単純な元素は、ほとんどの場合、陽子と同じ数の中性子を持っています。しかし、重い元素では、陽子よりも中性子の方が多いのです。中性子の数は、原子核の安定性のバランスをとるために重要である。原子核が重すぎると不安定になり、その結果、これらの同位体は放射性物質になっていく。例えば、238Uは放射線を出して、より小さな原子核に崩壊します。同位体は質量が異なるため、異なる性質を持つことがあります。例えば、スピンが異なるため、NMRスペクトルが異なる場合があります。しかし、電子数が似ているため、化学的挙動は似ている。

質量分析計は同位体の情報を得ることができ、元素の同位体の数、相対的な存在量、質量を知ることができる。

放射性同位元素

放射性同位元素とは、放射線を出す同位元素のことです。放射能とは、自発的な核変換によって新しい元素が生成されることである。つまり、放射能とは、放射線を放出する能力のことである。放射性元素は数多く存在する。通常の原子では、原子核は安定しています。しかし、放射性元素の原子核では、中性子と陽子の比率がアンバランスであるため、不安定な状態になっている。これらの原子核は安定化するために粒子を放出する。この過程は放射性崩壊として知られている。例えば、ウランにはU-235とU-238という2つの同位体があります。この2つの元素のうち、U-238は安定だが、U-235は放射性同位体であり、***や核分裂炉で使用されている。また、放射性同位元素は医療の診断や治療にも重要な役割を担っています。