天然同位素
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天然同位素(英语:natural isotope),或称天然核素(英语:natural nuclide),是指在地球上天然存在的核素,构成了地球上几乎所有的物质。天然同位素包括所有稳定同位素和天然放射性同位素。与之相对的概念为人造同位素(或称合成同位素)。
天然同位素根据其来源可分为三类:自太阳系诞生以来便存在的原始核素(英语:Primordial nuclide)(包括所有稳定核素和一些半衰期极长的放射性核素)、放射性原始核素的衰变产物,以及由宇宙射线散裂作用产生的宇生核素(英语:Cosmogenic nuclide)。[1]
所有原子序≤94(钚以前)的化学元素都具有至少一种天然同位素,而原子序数为95以上的元素在自然界中都不存在,其所有同位素都是人造同位素,因此称为人工合成元素或人造元素。[2]
许多元素在自然界中存在着不只一种的同位素,因此其标准原子量(英语:Standard atomic weight)必须根据其所有天然同位素在自然界中存在的丰度比率进行计算。例如碳元素有三种天然同位素:碳-12(丰度98.93%)、碳-13(丰度1.07%)和碳-14(仅痕量存在),而碳-12的原子量为12amu,碳-13的原子量约为13.003355amu,按照这些同位素的存量比例即可计算出天然碳的标准原子量(碳-14含量太少,可忽略不计):
- 12 × 98.93% + 13.0034 × 1.07% = 12.01amu