テルル128

テルル128 (Tellurium-128・¹²⁸Te) とは、テルルの同位体の1つ。

テルル128
天然テルルの約31.7%が128Teである。
核種の一覧
概要
名称、記号	テルル128,128Te
中性子	76
陽子	52
核種情報
天然存在比	31.74 ± 0.08 %
半減期	(2.2 ± 0.3) × 1024 年
親核種	128I (β+) 128Sb (β-) 128mTe (IT)
崩壊生成物	128Xe
同位体質量	127.9044631(19) u
スピン角運動量	0+
余剰エネルギー	−88992.1± 1.7 keV
結合エネルギー	8448.74 keV
崩壊モード	崩壊エネルギー
β-β-	0.86795 MeV

半減期

¹²⁸Teは、天然に存在するテルルの31.74%を占める同位体である。これは¹³⁰Teの34.08%に次いで多くを占める同位体である。¹²⁸Teは厳密には放射性同位体であるが、その半減期は2.2×10²⁴年と極端に長く、放射性崩壊が確認されている核種では最長の寿命を持つ。これは宇宙の年齢の約160兆倍も長く、1秒に1個の¹²⁸Teの崩壊を観測するためには、計算上2万トン以上の¹²⁸Te塊を用意しないといけない。半減期がこれほど極端に長いのは、二重ベータ崩壊という極めて稀な崩壊モードを取るためである。¹²⁸Teの結合エネルギーは8448.74keVであるが、¹²⁸Teの同重体で原子番号の1つ大きい¹²⁸Iは8432.83keVであり、差は-15.91keVである。通常のベータ崩壊を起こすには親核種より娘核種の結合エネルギーが大きくなければならず、結合エネルギーの差が負となる関係はベータ崩壊を起こさない。しかし、原子番号が2つ大きい¹²⁸Xeは8443.30keVと、差が5.44keVと正の値をとる。このような場合では、¹²⁸Te原子核の2個の中性子がそれぞれ1個ずつ電子と反電子ニュートリノを放出し、2個の陽子に変化して¹²⁸Xeへと崩壊する。このような崩壊モードを二重ベータ崩壊と呼ぶが、この現象は極めて稀にしか発生しない。

$\mathrm {^{128}_{\ 52}Te\ {\xrightarrow[{2.2\times 10^{24}years}]{\ }}{^{128}_{\ 54}Xe}+2{e^{-}}+2{\overline {\nu _{e}}}}$

なお、¹³⁰Teも半減期が7.9×10²⁰年という極端に寿命の長い放射性同位体である。これは、安定同位体を持ちつつも、安定同位体より放射性同位体の割合が多い元素であることを示している。このような元素はテルルの他にレニウムとインジウムしか知られていない珍しいものである。ただし、比較される核種である¹⁸⁷Reは412億 (4.12×10¹⁰) 年、¹¹⁵Inは441兆 (4.41×10¹⁴) 年であり、それらと比べれば¹²⁸Teや¹³⁰Teは桁違いに長い。

親核種・生成

核燃料として核分裂反応をした際の²³³U（緑）、²³⁵U（赤）、²³⁹Pu（青）の核分裂生成物の収率のグラフ。²³⁵Uと²³⁹Puのグラフは¹²⁸Te付近にピークがあることが分かる。

¹²⁸Teの親核種には¹²⁸Iと¹²⁸Sbが知られている。両者および¹²⁸Sbの親核種のいずれもが短命な核種であり、人工的に生成される放射性同位体である。¹²⁸Iは半減期24.99分をもってその6.9%が陽電子放出によって¹²⁸Teに崩壊する。ちなみに残りの93.1%はベータ崩壊によって¹²⁸Teと同じ¹²⁸Xeへと崩壊する。¹²⁸Sbは半減期9.01時間をもって100%がベータ崩壊によって¹²⁸Teに崩壊する。

また、¹²⁸Teには核異性体である^128mTeが存在し、半減期0.0000037秒を持って核異性体転移によって¹²⁸Teへと崩壊する。

また、原子炉や核兵器において中性子線による核分裂反応で生じる核分裂生成物の1つでもある。²³⁵Uでは1.7×10^-6、²³⁹Puでは4×10^-7の確率で発生する。

崩壊の発見

¹²⁸Teが二重ベータ崩壊することは、1988年にW.J. Linらによって発見された。Linらは、カナダのケベック州に産出する年代の古いテルルの鉱物を調べた。テルル化ニッケルの組成を持つメロネス鉱 (Melonite・NiTe₂) 、およびテルル化鉛の組成を持つテルル鉛鉱 (Altaite・PbTe) に含まれる¹²⁸Xeの同位体組成比を計測した結果、¹²⁸Teの半減期が算出されたが、このときの値は1.8×10²⁴年と現在の値より小さなものとなっている。また、このときには同時に¹³⁰Xeから¹³⁰Teの半減期も求められた。

脚注

関連項目

• テルルの同位体
• 二重ベータ崩壊

軽量 127Te	テルル128は テルルの同位体である	重量 129Te
128I (β+) 128Sb (β-) の崩壊生成物	テルル128 の崩壊系列	128Xe (β-β-) へ崩壊