カリウムの同位体

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)
同位体核種	励起エネルギー			半減期	核スピン数	天然存在比	天然存在比 (範囲)
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+#

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.

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関連項目

参考文献