スズ100

スズ100 (Tin-100・¹⁰⁰Sn) とは、スズの同位体の1つ。

スズ100
核種の一覧
概要
名称、記号	スズ100,100Sn
中性子	50
陽子	50
核種情報
天然存在比	0
半減期	1.1 ± 0.4 秒
崩壊生成物	100In
同位体質量	99.93904(76) u
スピン角運動量	0+
余剰エネルギー	−56780± 710 keV
結合エネルギー	8247.942 keV
崩壊モード	崩壊エネルギー
β+	? MeV
β+,p	? MeV

概要

¹⁰⁰Snは、それぞれ50個の陽子と中性子で構成されたスズの同位体である。陽子と中性子が同数存在する核種の中では、¹⁰⁰Snは最も重い核種であり、それより重い元素では必ず中性子の数が陽子の数を上回っている。それのみならず、核子の数が50というのは、核種が安定になりやすいといわれている魔法数を二重で満たすため、¹⁰⁰Snは二重魔法核である。¹⁰⁰Snの半減期は1.1±0.4秒であり、通常の核種から見れば決して安定とはいえないが、それでも付近の核種から比較すれば比較的安定である^[1]。なお、¹⁰⁰Snはスズの中で2番目に軽い同位体であり、最も軽い同位体である⁹⁹Snは、中性子の数が陽子の数より少ない中では最も重い核種である^[2]。

崩壊

¹⁰⁰Snはその83%以上が陽電子放出によって¹⁰⁰Inに崩壊し、17%以下は陽電子放出に加え陽子放出によって⁹⁹Cdに崩壊する^[2]。分岐したいずれの核種もかなり不安定であり、一部に異なる崩壊モードもあるが、ほとんどが連続した陽電子放出によって、最終的に⁹⁵Mo、⁹⁸Ru、⁹⁹Ru、¹⁰⁰Ruのいずれかに行き着く。例えば、5回の陽電子放出と1回の電子捕獲による、質量数が全く変化しない同重体間での以下のような崩壊系列がある^[3]。

${\displaystyle \mathrm {^{100}_{\ 50}Sn\ {\xrightarrow[{1.1\ s}]{\beta ^{+}}}\ _{\ 49}^{100}In{\xrightarrow[{5.9\ s}]{\beta ^{+}}}\ _{\ 48}^{100}Cd{\xrightarrow[{49.1\ s}]{\beta ^{+}}}\ _{\ 47}^{100}Ag{\xrightarrow[{2.01\ min}]{\beta ^{+}}}\ _{\ 46}^{100}Pd{\xrightarrow[{3.53\ d}]{\ EC}}\ _{\ 45}^{100}Rh{\xrightarrow[{20.8\ h}]{\beta ^{+}}}\ _{\ 44}^{100}Ru} }$

¹⁰⁰Snは1994年に¹²⁴Xeと⁹Beを衝突させて合成されたが、実際の崩壊を詳細に観測できたのは2012年になってからである。この崩壊速度は、既知の核種で最速の遷移速度を持っていた。連続した陽電子放出の観測は、r過程においてどのように重い元素が合成されるかについての理解や、ニュートリノの質量を観測する事が期待されている^[1]。

その他

→詳細は「スズ101」を参照

¹⁰⁰Snに中性子を1個加えたものである¹⁰¹Snは、¹⁰⁰Snの安定性から珍しい基底状態を有している。