ホウ素8

ホウ素8（Boron-8・⁸B）とは、ホウ素の同位体の1つ。

ホウ素8
核種の一覧
概要
名称、記号	ホウ素8,8B
中性子	3
陽子	5
核種情報
天然存在比	0
半減期	770 ± 3 ミリ秒
崩壊生成物	8Be
同位体質量	8.0246072(11) u
スピン角運動量	2+
余剰エネルギー	22921.5± 1.0 keV
崩壊モード	崩壊エネルギー
β+	? MeV

概要

⁸Bは、半減期が770ミリ秒の極めて短命な放射性同位体である。しかし、ホウ素の放射性同位体の中では最も寿命が長く、次に長い¹²Bは20.20ミリ秒である^[1]。

⁸Bは、陽電子放出により⁸Beとなる。しかし、⁸Beは大変不安定な同位体であり、6.7×10^-17秒という非常に短い時間で2個の⁴Heに分裂する。そのため、実質的には⁸Bは2つの⁴Heと、それぞれ1個ずつの陽電子と電子ニュートリノに崩壊すると見なせる。これは、陽電子放出とアルファ崩壊が同時に発生して⁴Heになると見なすことも出来る。軽い核種でのアルファ崩壊は非常に珍しく、次に見られるのはずっと先の¹⁰⁵Teである^[1]。

${\displaystyle {\ce {^{8}_{5}B\ ->2_{2}^{4}He\ +{\mathit {e}}^{+}\ +\nu _{\mathit {e}}}}}$

構造

⁸Bの原子核は非常に特殊な構造をしている。通常の原子核は構成する陽子と中性子が1つの塊を形成していると見なせるが、⁸Bの原子核は、陽子4個と中性子3個がくっついた⁷Beの原子核の周辺を陽子1個が周回している状態となっている。これは陽子ハローと呼ばれる状態で、陽子過剰核に見られる珍しい状態である。陽子は中性子と異なりクーロン力を感じるため、ハローを形成しにくい^[2][3]。陽子ハローは他に²⁶P、¹⁷Ne、²⁷Sで見られ、このうち⁸Bと同じく陽子が1個のハローを構成しているのは²⁶Pである。

⁸Bは、陽子ドリップラインにあるが不安定な核種である。これは他には¹⁷⁸Auにしか見られない。

太陽ニュートリノとの関連

⁸Bは、太陽内部で稀に⁷Beから生成される。⁸Bの陽電子放出で生じる電子ニュートリノのエネルギーは15MeVと、通常の太陽ニュートリノと比べれば高エネルギーである。スーパーカミオカンデはこのエネルギー値のニュートリノに敏感に反応するため、数は稀であるが、顕著に太陽ニュートリノを数える事が出来る^[4]。