수소 동위 원소

수소 동위 원소 정보 수소 (1H)는 1H, 2H, 3H 총 세 가지 자연 발생 동위 원소를 가지고 있다. 1H와 2H는 안정적이지만 3H는 12.32년의 반감기를 가진다.doi-access=free1=1 y = 365.2422 d = 31 556 926 s 이보다 더 무거운 동위 원소도 존재하는데, 모두 인공적으로 합성되었으며 반감기가 1 젭토초 (10−21 s) 미만이다. s2cid=122902571 pmid=12633420 수소는 동위 원소가 오늘날에도 일반적으로 사용되는 다른 이름을 가지고 있는 유일한 원소이다. 2H는 중수소title=deuterium이고 3H는 삼중수소라고 부른다.title=tritium 중수소와 삼중수소에는 D와 T 기호가 때때로 사용되는데, IUPAC (국제 순수·응용 화학 연합)는 이러한 기호를 허용하지만, 화학식의 알파벳 순서 혼동을 피하기 위해 표준 동위 원소 기호인 2H와 3H를 사용하길 권장한다.page=48 중성자가 없는 1H는 구분을 위해 프로튬이라고 부를 수 있다.title=protium (초기 방사능 연구 시기에는 다른 무거운 방사성 동위 원소도 이름이 붙여졌으나, 오늘날에는 거의 사용되지 않는다.) A = 1), 중수소 (A = 2), 삼중수소 (A =&;3)이다.]] -
# 동위 원소 목록
참고: "y"는 년을 의미하지만, "ys"는 욕토초 (e=-24초)를 의미한다. notes=mass#, unc(), var[], spin#, spin(), daughter-st, n, note |- | 1H | 1 | 0 | (14) | colspan=3 align=center|**안정**양성자 붕괴가 일어나지 않는 한 안정하다.이 핵종과 **3He**은 중성자보다 양성자가 더 많은 유일한 안정 핵종이다. | 1/2+ | colspan="2" | [0.99972, 0.99999]website=CIAAW | 프로튬 |- | 2H (D)대폭발 핵합성에서 생성되었다.몇 안 되는 안정적인 홀수-홀수 핵종 중 하나 | 1 | 1 | (15) | colspan=3 align=center |**안정** | 1+ | colspan="2" | [0.00001, 0.00028] | 중수소 |- | 3H (T)3He**로 붕괴되었을 것이다. | 1 | 2 | (81) | u=y | − | **3He''' | 1/2+ | 미량우주선과 반응해 생성 | | 삼중수소 |- | 4H | 1 | 3 | (11) | ul=ys | n | 3H | 2− | | |- | 5H | 1 | 4 | (10) | u=ys | 2n | 3H | (1/2+) | | |- | 6H | 1 | 5 | (27) | u=ys | | | 2−# | | |- | 7H | 1 | 6 | (108)# | u=ys | | | 1/2+# | | 동위원소 표/하단
# 수소-1 (프로튬)
1H는 양성자 1개와 전자 1개로 구성되어 있다. 프로튬은 중성자가 없는 유일한 안정 핵종이다 (다른 핵종이 존재하지 않는 이유에 대한 논의는 이양성자를 참조하라). **1H** (원자 질량 ul=Da)는 99.98% 이상의 존재비를 가진 가장 흔한 수소 동위 원소이다. 원자핵은 하나의 양성자로만 구성되어 있어서, 공식적인 이름은 **프로튬**(protium)이다. 양성자는 붕괴하는 것이 관찰된 적이 없으므로, 1H는 안정하다고 간주된다. 중성자가 없는 유일한 안정 핵종이다. 1970년대에 제안된 일부 대통일 이론은 양성자 붕괴가 e=28년에서 e=36년 사이의 반감기를 가지고 발생할 수 있다고 예측한다.url=https://physics.bu.edu/NEPPSR/TALKS-2009/Kearns_GUTs_ProtonDecay.pdf 만약 그렇다면, 1H (그리고 현재 안정하다고 여겨지는 모든 핵종)는 단지 관측적으로 안정할 뿐이다. 2018년 기준 여러 실험에서 양성자의 평균 수명이 최소 > e=29년 이상임을 보여주었다.doi-access=free
# 수소-2 (중수소)
중수소 중수소는 양성자 1개, 중성자 1개, 전자 1개로 구성되어 있다. 중수소, **2H** (원자 질량 ul=Da), 다른 안정적인 수소 동위 원소는 핵에 양성자 1개와 중성자 1개를 가지며, 이를 중수소핵이라고 한다. 2H는 지구상의 수소의 26~184 ppm (질량이 아닌 개체수 기준)을 구성하며 이렇게 낮은 수치는 수소 기체에서 발견되는 경향이 있고 높은 농축치(150 ppm)는 전형적인 바닷물에서 발견된다. 지구상의 중수소는 대폭발 및 외부 태양계 (≈ 27 ppm, 원자 분율)와 우리 은하의 오래된 부분 (≈ 23 ppm)에서의 초기 농도에 비해 농축되었다. 아마도 내부 태양계에서의 중수소의 차등 농도는 중수소 가스 및 화합물의 낮은 휘발성 때문이며, 수십억 년 동안 태양으로부터 상당한 열에 노출된 혜성과 행성에서 중수소 분율을 농축시켰다고 추정된다. 중수소는 방사성이 없으며, 중대한 독성 위험물질이 아니다. 2H로 농축된 물은 중수라고 불린다. 중수소와 그 화합물은 화학 실험에서 비방사성 표지로 사용되며 1H-핵자기 공명 분광법의 용매로 사용된다. 중수는 원자로의 중성자 감속재 및 냉각제로 사용된다. 중수소는 또한 상업용 핵융합의 잠재적인 연료이다.
# 수소-3 (삼중수소)
삼중수소 삼중수소는 양성자 1개, 중성자 2개, 전자 1개로 구성되어 있다. 삼중수소, **3H** (원자 질량 ul=Da), 핵에 양성자 1개와 중성자 2개를 가진다 (트리톤이라고 불린다). 이것은 방사성이며, 반감기 u=years로 − 붕괴하여 헬륨-3으로 변한다.name=NUBASE2020 tropical year 3H의 미량은 우주선이 대기 가스와 상호작용하여 자연적으로 발생한다. 3H는 또한 핵 실험에서 방출되기도 했다. 이것은 핵융합 폭탄에서 동위 원소 지화학의 추적자로, 또한 자가 동력 조명 장치에 사용된다. 3H를 생산하는 가장 일반적인 방법은 천연 리튬의 6Li를 원자로에서 중성자로 충돌시키는 것이다. 삼중수소는 화학 및 생물학적 표지 실험에서 방사성 추적자로 사용할 수 있다.archive-url=https://web.archive.org/web/20220324171847/http://www.pmda.go.jp/drugs/2021/P20210212001/672212000_30300AMX00231_I100_1.pdf#page=16pmid=32271921 중수소–삼중수소 핵융합은 2H와 3H를 주요 반응물로 사용하여, 두 핵이 고온에서 충돌하고 융합할 때 질량 손실을 통해 에너지를 생성한다.
# 수소-4
**4H** (원자 질량 ul=Da)는 양성자 1개와 중성자 3개를 가진 매우 불안정한 동위 원소이다. 이것은 삼중수소를 빠르게 움직이는 중수소핵으로 충격시켜 실험실에서 합성되었다. display-authors=etal 삼중수소핵은 중수소핵에서 중성자 하나를 포획했다. 4H의 존재는 방출된 양성자를 감지함으로써 추론되었다. 이것은 중성자 방출을 통해 3H로 붕괴하며 반감기는 ul=ys (u=s)이다. 1955년 풍자 소설 약소국 그랜드 펜윅의 뉴욕 침공기에서, 쿼디움이라는 이름은 그랜드 펜윅 공국이 미국으로부터 획득한 Q-폭탄에 동력을 공급하는 4H에 주어졌다.
# 수소-5
**5H** (원자 질량 ul=Da)는 양성자 1개와 중성자 4개를 가진 매우 불안정한 원소이다. 이것은 삼중수소를 빠르게 움직이는 트리톤으로 충격시켜 실험실에서 합성되었다. article-number = 092501 한 트리톤이 다른 트리톤에서 중성자 두 개를 포획하여, 양성자 1개와 중성자 4개를 가진 핵이 된다. 남은 양성자가 감지될 수 있으며, 5H의 존재가 추론된다. 이것은 이중 중성자 방출을 통해 3H로 붕괴하며 반감기는 ul=ys (u=s)로 알려진 어떤 핵종보다도 가장 짧은 반감기를 가진다.
# 수소-6
**6H** (원자 질량 ul=Da)는 양성자 1개와 중성자 5개를 가지고 있다. 반감기는 ul=ys (u=s)이다. 2025년에 6H는 7Li 표적에 855 MeV 전자빔을 충돌시켜 생성되었다.display-authors=1
# 수소-7
**7H** (원자 질량 ul=Da)는 양성자 1개와 중성자 6개를 가지고 있다. 이는 2003년에 이화학연구소의 방사성 동위 원소 빔 공장에서 러시아, 일본, 프랑스 과학자들로 구성된 연구진이 헬륨-8 원자로 수소를 충격하여 처음 합성되었다. 여기서 헬륨-8의 중성자 6개 모두가 수소핵에 붙었다. 남아있는 두 양성자는 RI 빔 사이클로트론 표적 뒤에 위치한 여러 층의 센서로 만들어진 "이화학연구소 망원경"에 감지되었다. 7H의 반감기는 ul=ys (u=s)이다.
# 붕괴 사슬
4H와 5H는 직접 3H로 붕괴하고, 이것은 다시 안정적인 3He로 붕괴한다. 가장 무거운 동위 원소인 6H와 7H의 붕괴는 아직 실험적으로 관찰되지 않았다.ref : \begin{array}{rcl}\\\ \ce{^3_1H} &\ce{->[12.32\ \ce{y}]} &\ce^3_2He} + e^-} \\\ \ce{^4_1H} &\ce{->[139\ \ce{ys}]} &\ce^3_1H} + {^1_0n \\\ \ce{^5_1H} &\ce{->[86\ \ce{ys}]} &\ce^3_1H} + {2^1_0n \\\\{} \end{array} 붕괴 시간은 3H를 제외하고 모든 이들 동위 원소에 대해 욕토초 (u=s) 단위이며, 3H는 년 단위이다.
# 내용주
group=nb
# 추가 문헌
* url-access=registration 동위 원소 색인 전거 통제 위키데이터 속성 추적 분류:수소 분류:원소별 동위 원소 목록