ジルコニウムの同位体

ジルコニウム（Zr）の同位体のうち天然に存在するものには、4種類の安定同位体と、2.0×10¹⁹年の半減期で二重ベータ崩壊する放射性同位体⁹⁶Zrがある。理論的には2.4×10²⁰年の半減期で通常のベータ崩壊もすると考えられているが、未だ観測されていない。2番目に安定な⁹³Zrの半減期は153万年である。その他に18種類の放射性同位体があり、⁹⁵Zr（半減期64.02日）、⁸⁸Zr（半減期63.4日）、⁸⁹Zr（半減期78.41時間）を除き、ほとんどの半減期が1日以下である。最も安定な⁹²Zrよりも軽い同位体は電子捕獲、⁹²Zrよりも重い同位体はベータ崩壊する。

ジルコニウムは対称融合で形成される最も重い元素であり、⁴⁵Sc、⁴⁶Caからそれぞれ⁹⁰Zr、⁹²Zrが生成される。これよりも重い元素は全て、非対称融合か超新星爆発によって生成する。

天然のジルコニウムの標準原子量は91.224(2) uである。

中性子過剰核である¹¹⁰Zrは、新たな魔法数が出現し、原子は安定な球状もしくは正四面体だと考えられていたが、理化学研究所がRIビームファクトリーで合成して調べた結果、魔法数は持っておらず、不安定な楕円体であることが判明した。

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
78Zr	40	38	77.95523(54)#	50# ms [>170 ns]	0+
79Zr	40	39	78.94916(43)#	56(30) ms	5/2+#
80Zr	40	40	79.9404(16)	4.6(6) s	0+
81Zr	40	41	80.93721(18)	5.5(4) s	(3/2-)#
82Zr	40	42	81.93109(24)#	32(5) s	0+
83Zr	40	43	82.92865(10)	41.6(24) s	(1/2-)#
84Zr	40	44	83.92325(21)#	25.9(7) min	0+
85Zr	40	45	84.92147(11)	7.86(4) min	7/2+
85mZr	292.2(3) keV			10.9(3) s	(1/2-)
86Zr	40	46	85.91647(3)	16.5(1) h	0+
87Zr	40	47	86.914816(9)	1.68(1) h	(9/2)+
87mZr	335.84(19) keV			14.0(2) s	(1/2)-
88Zr	40	48	87.910227(11)	83.4(3) d	0+
89Zr	40	49	88.908890(4)	78.41(12) h	9/2+
89mZr	587.82(10) keV			4.161(17) min	1/2-
90Zr	40	50	89.9047044(25)	STABLE	0+	0.5145(40)
90m1Zr	2319.000(10) keV			809.2(20) ms	5-
90m2Zr	3589.419(16) keV			131(4) ns	8+
91Zr	40	51	90.9056458(25)	STABLE	5/2+	0.1122(5)
91mZr	3167.3(4) keV			4.35(14) µs	(21/2+)
92Zr	40	52	91.9050408(25)	STABLE	0+	0.1715(8)
93Zr	40	53	92.9064760(25)	1.53(10)E+6 a	5/2+
94Zr	40	54	93.9063152(26)	STABLE [>1.1E+17 a]	0+	0.1738(28)
95Zr	40	55	94.9080426(26)	64.032(6) d	5/2+
96Zr	40	56	95.9082734(30)	20(4)E+18 a	0+	0.0280(9)
97Zr	40	57	96.9109531(30)	16.744(11) h	1/2+
98Zr	40	58	97.912735(21)	30.7(4) s	0+
99Zr	40	59	98.916512(22)	2.1(1) s	1/2+
100Zr	40	60	99.91776(4)	7.1(4) s	0+
101Zr	40	61	100.92114(3)	2.3(1) s	3/2+
102Zr	40	62	101.92298(5)	2.9(2) s	0+
103Zr	40	63	102.92660(12)	1.3(1) s	(5/2-)
104Zr	40	64	103.92878(43)#	1.2(3) s	0+
105Zr	40	65	104.93305(43)#	0.6(1) s
106Zr	40	66	105.93591(54)#	200# ms [>300 ns]	0+
107Zr	40	67	106.94075(32)#	150# ms [>300 ns]
108Zr	40	68	107.94396(64)#	80# ms [>300 ns]	0+
109Zr	40	69	108.94924(54)#	60# ms [>300 ns]
110Zr	40	70	109.95287(86)#	30# ms [>300 ns]	0+

脚注、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.