カリウムの同位体
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カリウムの同位体(カリウムのどういたい)は、24種類が知られている。そのうち、39K (93.3%)・ 40K (0.012%)・41K (6.7%)の3種類が天然に生成し普遍的に存在する。標準原子量は39.0983(1) uである。39K・41Kの2つは安定同位体であるが、40Kは1.250×109年と比較的長い半減期を持つ放射性同位体である。40Kは、そのほとんどが電子捕獲のみによって安定な40Ar(11.2%)に崩壊するか、もしくは安定な40Ca(88.8%)にベータ崩壊する。
40Kから40Arへの崩壊は、岩石の年代測定に利用できる。カリウム-アルゴン法による年代測定は、岩石は形成時にアルゴンを全く含んでおらず、岩石中で生成した40Arは全て岩石中に留まっているという仮定に基づいている。この測定法に適した鉱物には、黒雲母、白雲母、普通角閃石、長石等がある。
年代測定以外にも、カリウムの同位体は、気象学や生物地球化学循環の研究のトレーサーとしても用いられる。
健康な動物や人間では、40Kは炭素14（14C）以上の最大の放射線源である。体重70kgの人間では、1秒間に約4400個の40K原子核が崩壊している。
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 | |||||||
| 32K | 19 | 13 | 32.02192(54)# | 1+# | |||
| 32mK | 950(100)# keV | ? | 4+# | ||||
| 33K | 19 | 14 | 33.00726(21)# | <25 ns | (3/2+)# | ||
| 34K | 19 | 15 | 33.99841(32)# | <40 ns | 1+# | ||
| 35K | 19 | 16 | 34.988010(21) | 178(8) ms | 3/2+ | ||
| 36K | 19 | 17 | 35.981292(8) | 342(2) ms | 2+ | ||
| 37K | 19 | 18 | 36.97337589(10) | 1.226(7) s | 3/2+ | ||
| 38K | 19 | 19 | 37.9690812(5) | 7.636(18) min | 3+ | ||
| 38m1K | 130.50(28) keV | 924.2(3) ms | 0+ | ||||
| 38m2K | 3458.0(2) keV | 21.98(11) µs | (7+),(5+) | ||||
| 39K | 19 | 20 | 38.96370668(20) | STABLE | 3/2+ | 0.932581(44) | |
| 40K | 19 | 21 | 39.96399848(21) | 1.28(3)E+9 a | 4- | 0.000117(1) | |
| 40mK | 1643.639(11) keV | 336(12) ns | 0+ | ||||
| 41K | 19 | 22 | 40.96182576(21) | STABLE | 3/2+ | 0.067302(44) | |
| 42K | 19 | 23 | 41.96240281(24) | 12.360(12) h | 2- | ||
| 43K | 19 | 24 | 42.960716(10) | 22.3(1) h | 3/2+ | ||
| 44K | 19 | 25 | 43.96156(4) | 22.13(19) min | 2- | ||
| 45K | 19 | 26 | 44.960699(11) | 17.3(6) min | 3/2+ | ||
| 46K | 19 | 27 | 45.961977(17) | 105(10) s | 2(-) | ||
| 47K | 19 | 28 | 46.961678(9) | 17.50(24) s | 1/2+ | ||
| 48K | 19 | 29 | 47.965514(26) | 6.8(2) s | (2-) | ||
| 49K | 19 | 30 | 48.96745(8) | 1.26(5) s | (3/2+) | ||
| 50K | 19 | 31 | 49.97278(30) | 472(4) ms | (0-,1,2-) | ||
| 51K | 19 | 32 | 50.97638(54)# | 365(5) ms | 3/2+# | ||
| 52K | 19 | 33 | 51.98261(75)# | 105(5) ms | (2-)# | ||
| 53K | 19 | 34 | 52.98712(75)# | 30(5) ms | (3/2+)# | ||
| 54K | 19 | 35 | 53.99420(97)# | 10(5) ms | 2-# | ||
| 55K | 19 | 36 | 54.99971(107)# | 3# ms | 3/2+# | ||
関連項目
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.