質問: 地殻中に含まれるカリウム40の崩壊によって生じるため、大気中に約1%含まれている、元素記号Arで表される気体は何でしょう?
回答: アルゴン

タイトル: カリウム40
特にカリウム40およびウラン235は半減期の関係で地質時代の過去において発熱量の主因となっていた。地球のような岩石惑星にはカリウム40が多量に存在し、この放射性崩壊により生成された アルゴン40(Ar) が大気中に多量に蓄積している。地球大気中の希ガス元素のうちアルゴンの存在量が圧倒的に多く、また太陽大気中のアルゴンの同位体比が Ar : 84.2%, Ar : 15.8%, Ar : 0.026% であるのに対し、地球大気中では Ar : 0.3365%, Ar : 0.0632%, Ar : 99.6003%と、Ar が圧倒的に多くなっているのもこのためである。

タイトル: カリウム40
カリウム40は天然カリウム中に0.0117 %の割合で存在する。自然界に存在するカリウム40はその殆どが恒星内の元素合成で生成されたものだが、ごく一部は上空大気中でアルゴン40が宇宙線と作用することにより生成される。約46億年前の地球創世時には現在の約12倍のカリウム40が存在していたとされる。天然カリウムの1グラム当り放射能強度は30.4 ベクレル(Bq)であり、その放射線エネルギーはトリウムやウランのそれと比較して低いが、地球上においてカリウムが普遍的に存在するため、結果としてカリウム40に起因する放射線はトリウムおよびウランと共に自然放射線量の約1/3にも達する。カリウムは地殻の岩石中では主に長石の形で含まれ、特に花崗岩中に高濃度で存在する。岩石の放射発熱量はカリウム40・トリウム・ウランいずれもの含有率が高い花崗岩が高い値を示し、地熱の主因となっている。

タイトル: カリウム
8 %は陰電子崩壊(β 崩壊)によって非放射性の安定同位体であるカルシウム40となる。大気中に存在するアルゴンの多くの部分は、このカリウム40の崩壊により生成したものだと考えられている。また、大気中のアルゴン40の一部は宇宙線(太陽からの放射線)と反応することによりカリウム40となる。このためカリウム40は炭素14とともに常時生成されている。カリウム40は、カリウムが商用の代用塩として大量に用いられるほどに自然界から十分な量が産出し、教室での実演のための放射線源に用いられる。このようにカリウムは大量に存在するうえに生体に含まれる量も多いため、健康な動物や人間にとって炭素14よりも大きな最大の内部被曝源である。70 kgの体重の人間において、1秒間にカリウム40はおよそ4400個崩壊する。天然カリウムの活性は31 Bq/gである。

タイトル: アルゴンの同位体
アルゴンの同位体(アルゴンのどういたい)は25種類が知られており、そのうちAr、Ar、Arの3種類が安定同位体となっている。太陽大気など宇宙における同位体存在比はAr:84.2%, Ar:15.8%, Ar:0.026%と、Arが多い。これは宇宙の元素合成においてアルファ反応によりアルファ粒子の整数倍の原子が多量に合成されるためである。これに対し、地球大気中のアルゴンはほとんどがカリウム40(K)の崩壊により生成されたものであるため、以下の一覧に示す通りArが圧倒的に多い。これにより、アルゴンの標準原子量は39.948(1) uとなっている。地球の大気中では、宇宙線の作用によりArとともにArが生成する。地球表面の環境では、Kによる中性子捕獲やCa(n,α)Ar反応等によっても生じる。天然のアルゴン中のArの割合は、(8.0±0.6)×10 g/gすなわち(1.01±0.

タイトル: アルゴン
アルゴンは、地球大気中に窒素・酸素に次いで3番目に多く含まれている気体(水蒸気を除く)で、その質量パーセント濃度は0.93 %である。地球上のアルゴンのほとんどは、質量数が40のもの(アルゴン40)であり、これは地殻中のカリウム40の崩壊により生成した。一方、宇宙においてはアルゴン36が最も多量に存在し、超新星爆発による元素合成により生成された。空気中(地表)に 0.93 % 含まれているので、アルゴンは空気から液体酸素・液体窒素を分離精製する際に、酸素から分留して得ることができる。貴ガス(英語表記 noble gasの訳 旧日本語表記:希ガス)の中では最も空気中での存在比が大きい。これは自然界すなわち岩石中に存在していたカリウム40の一部 (11 %) が電子捕獲によってアルゴン40となったためである。

タイトル: カーメルタザイト
カーメルタザイト(英語: Carmeltazite、カルメルタザイト)とは、2019年に地球上での存在が確認された(宇宙にのみ存在するとされていた)酸化鉱物である。化学式は、ZrAl2Ti4O11である。名称は発見された場所であるカルメル山(別名:カーメル山)、含まれているジルコニウム、アルミニウム、チタンの頭文字にちなむ。同地で産出する火山岩中のコランダムから発見された。国際鉱物学連合の「新鉱物および鉱物名に関する委員会」(CNMMN)が新鉱物として2019年に承認した。

タイトル: ハレアカラ山
その根拠として1786年のラ・ペルーズ伯の航海時に作られた地図と、1793年のジョージ・バンクーバーの航海時に作成された地図の間で地形が異なっていたことが挙げられていたものの、ラ・パルース湾の溶岩流で放射性炭素年代測定を行った結果、1480年から1600年の間のものであると判明したため、最後の噴火はこの年代に起こった可能性が高いと考えられている。ハワイ島における溶岩流の危険度は9段階で表されており、「1」で示される地域が最も危険性のある地域であり、「9」が最も危険性の低い地域である。例として、キラウエア火山やマウナ・ロア山の山頂や地溝帯付近の危険度はハザード1である。同様にして、1983年にアメリカ地質調査所によってマウイ島での溶岩流の危険度を示したマップが作成された。

タイトル: 空気
古代ギリシャでは空気は4つの元素(四大元素:水、地、火、空気)の1つとされていた(四元素説)。18世紀後半になるとイギリスで空気の化学(pneumatic chemistry)に関心が高まった。ジョゼフ・ブラックは固定空気(二酸化炭素)の研究を通して気体の特異性を識別し、空気の化学の基礎的な研究に貢献した。また、ジョゼフ・プリーストリーは脱フロギストン空気(dephlogisticated air)という気体(酸素)を研究し、一酸化窒素、酸化二窒素、塩化水素、アンモニア、二酸化硫黄、四フッ化ケイ素、酸素の研究について「様々な種類の空気に関する実験と観察」(Experiments and Observation on Different Kinds of Air)を出版した。なお、ガス(gas)という語はヤン・ファン・ヘルモントがギリシャ語で混沌を意味するchaosから作った語である。

タイトル: かに座55番星e
これは、主星のかに座55番星が炭素を多く含む恒星であり、またかに座55番星eが地球よりも大きな高温の惑星であることに由来する。また、先述のような海洋惑星である場合には、水が豊富に存在することになるが、かに座55番星eの組成は、炭素や炭化ケイ素、炭化物、鉄、ケイ酸塩が主体であり、水はほぼ存在しない可能性が示されている。この場合、表面は黒色の黒鉛で覆われており、内部にダイヤモンドで出来た層を持つと考えられている。ダイヤモンドの全量はかに座55番星eの質量の1/3を占めており、これは地球の3倍もの質量に達する。かに座55番星eのパラメーターは、後の測定により何回か訂正されている。発見当初は地球の17.7倍(その後14倍)というホット・ネプチューンであると推定されていた。このときには、天王星型惑星の質量を持つ初めての天体として、グリーゼ436bと同時に発表されている。

タイトル: セシウム134
セシウム134(英: caesium-134, 13455Cs)はセシウムの放射性同位体の1つで、質量数が134のものを指す。半減期は2.0652年である。核分裂生成物のうち放射能汚染の原因となる主要三核種のひとつである。

タイトル: アクチニウムの同位体
アクチニウム(Ac)は、安定同位体を持たない。そのため標準原子量を定めることはできない。アクチニウムの同位体のうち、トリウム系列に属する同位体は以下の別名でも知られている:天然に生成するアクチニウムは、放射性同位体のAcのみである。36個の放射性同位体が同定されていて、最も安定なAcの半減期は21.772年である。Acの半減期は10.0日、Acの半減期は29.37時間である。その他は全て10時間以下であり、そのほとんどは1分以下である。最も寿命の短いものはAcで、アルファ崩壊または電子捕獲によって、69ナノ秒の半減期で崩壊する。アクチニウムには2つの核異性体が存在する。純粋なAcは185日で崩壊生成物と平衡に達し、その後は21.772年の半減期に従って崩壊する。Acの98.62%はトリウム(Th)にベータ崩壊し、1.38%はフランシウム(Fr)にアルファ崩壊する。

タイトル: 水素の同位体
Hは自然界に最も多く存在する水素の同位体で、その存在度は99%以上である。この同位体は、重水素や三重水素などと対比して、しばしば軽水素と呼ばれる。原子核が陽子(プロトン)1つのみで構成されていることから、プロチウム (protium) とも呼ばれるが、この名前はめったに使用されない。

タイトル: 天王星
天王星は主にガスと多様な氷から成っている。地球上の氷は液体の水 H 2 O {\displaystyle {\ce {H2O}}} が冷えて固まったものを指すが、天文学ではメタンやアンモニアでも氷という。大気には水素が約83%、ヘリウムが15%、メタンが2%含まれている。内部は重い元素に富み、岩石と氷からなる核のほか、水やメタン・アンモニアが含まれる氷からなるマントルで構成されていると推測されている。酸素・炭素・窒素が多く含まれ、ほとんどが水素とヘリウムで出来ている木星や土星とは対照的である。天王星と海王星は従来木星型惑星に分類されていたが、木星や土星の核から液体の金属水素の層を除いたものによく似ており、内部は比較的均一に分布しているようである。こうした違いから、木星型とは異なる天王星型惑星(英: ice giant)として分類されるようになった。

タイトル: マイナスイオン
回答した13社(社名は当時)は、松下電器産業、松下電工、三洋電機、三洋エアコンディショナーズ、日立ホーム・アンド・ライフ・ソリューション、富士通ゼネラル、東芝コンシューマーマーケティング、東芝キャリア、三菱電機、シャープ、タイガー魔法瓶、象印マホービンである。学術以外での用法では定義が曖昧で意味が統一されていないという側面がある。懐疑的立場をとる安井至は、通常の化学でイオンは水溶液中の荷電粒子だが、大気電気学でのイオンの定義とは異なっているため、マイナスイオンを負の空気イオンとし、水溶液中には存在しないという立場をとるとしている。大気中の負の小イオンでは、NO3・(HNO3)m・(H2O)n 、HSO4・(HNO3)m・(H2O)nが代表的である。

タイトル: チャオモンフ (クレーター)
チャオモンフ(英: Chao Meng-Fu)は、太陽系の第一惑星である水星の南極近くのクレーターである。名前は中国の画家・趙孟頫に由来する。直径167km、約40%は永久影中。レーダー反射率は非常に高く、水星の地殼物質であるケイ酸塩岩石ではなく、氷であると見られる。永久影の温度は約-171°C。真空中において、この温度では氷は昇華しない。だがその反射率がまだ純氷の高さに達しておらず、薄い塵が氷の上を覆っていると考えられる。チャオモンフは、隕石や彗星の衝突によって出来たか、または水星の内部の蒸気漏れで出来たとも考えられる。そして氷でもなく、金属鉱物や混合物の可能性もある。

タイトル: アメリシウム
生成量は核爆弾の種類により変わり、大気中への放出量は不明である。半減期が最も長いアメリシウム243でも半減期は7370年のため、地球の形成時に存在していたアメリシウムは、今ではすべて崩壊している。したがって、現存しているアメリシウムは、チェルノブイリ原子力発電所事故のような原子力事故現場や大気圏核実験のため1945年から1980年の間に使用された領域と核燃料再処理施設周辺に集中している。例えば、アメリカ合衆国最初の水素爆弾アイビー作戦マイク実験(1952年11月1日、エニウェトク環礁)の核実験で使用された地点で回収された破片を分析したところ、高濃度のアメリシウムを含むアクチノイドが検出されたが、軍事機密のために検出の事実が公表されたのは1956年であった。

タイトル: セシウムボール
 急速に冷却して生じたこの多孔質のガラス質二酸化ケイ素にセシウムなどを含むエアロゾルが捉えられた。 一方、国際廃炉研究開発機構などは、実験を通じてケイ素の供給源をコンクリートではなく圧力抑制室 (S/C) 内の塗膜に求め、その生成を3月14日、2号機の減圧・炉心溶融直後としている。降下物がセシウムボールのような不溶性であった場合と、想定されていた硫酸エアロゾル(英語版)のような水溶性であった場合とでは、地表への沈着の様子も変化する。足立らはセシウムボールでは乾性沈着(英語版)(雨などに取り込まれず大気中から直接降下する沈着)が多くなり、2011年3月14日から15日を再現した気象シミュレーションなどにより沈着は原発の北西方向で相対的に少なく、南方向から関東地方にかけて多くなることを示した。

タイトル: 人工元素
人工元素(じんこうげんそ)は、人工的に合成された元素(同位体)の総称である。人工放射性元素とも呼ばれる。天然には存在しない4つの元素(テクネチウム、プロメチウム、アスタチン、フランシウム)と、超ウラン元素はほぼすべて人工元素である。これらは半減期の短い放射性元素であるため、自然界には極めて僅かしか存在が確認されない。通常は、原子核に高いエネルギーを持たせた荷電粒子や、γ線、中性子などをぶつけて合成する。人工の放射性同位体としては1934年にフレデリック・ジョリオ=キュリーとイレーヌ・ジョリオ=キュリーの夫妻が放射性リン (P) を得たのが最初で、元素としては1937年に得られたテクネチウムが最初である。

タイトル: 土星
木星も土星と同様の金属水素の層を持っているが、木星は内部がより高温でヘリウムの水素への溶解度が高いこと・対流が活発であることから、この現象はあまり有効に働かないと推定されている。実際に土星の大気中に含まれるヘリウムの割合は、太陽や4つの木星型惑星のどれよりも低く(体積比で9.9%)、土星内部でヘリウムの分離が起きていることを示唆している。この現象によって中心核はヘリウムで覆われている可能性もある。外層の大気は96.3 %が水素分子(H2)、3.25 %がヘリウム(He)である。このヘリウムの構成比は、太陽内に存在するこの元素の比率と比較すると明らかに少ない。ヘリウムよりも重い元素の量は正確には分かっていないが、原始太陽系形成時の比率に一致すると考えられている。これらの元素は地球質量の19 - 31倍ほど存在すると見積もられるが、ほとんどは土星中心核にあるものと考えられる。

タイトル: 第1族元素
なぜなら、イオン化系列でカリウムはナトリウムの左にあり、この温度ではカリウムは気体で、よって反応で生じたカリウムガスを吸い出し続ければ、ルシャトリエの原理により反応を無理やり右向きに進行させることができる。

タイトル: CH4N2
化学式:CH4N2(モル質量: 44.056 g/mol)は、

タイトル: ヘリウム
ヘリウム (新ラテン語: helium [ˈheːliʊ̃ˑ] ヘーリウム, 英: helium [ˈhiːliəm])は、原子番号2の元素である。元素記号はHe。原子量は4.00260。

タイトル: アリエル (衛星)
アリエルは天王星周りの降着円盤 (周惑星円盤) の中で形成されたと考えられている。これはガスとダストからなる円盤であり、天王星形成後の一定期間の間存在したものか、あるいは天王星の赤道傾斜角を大きく傾ける原因となった巨大衝突によって形成されたものである。この円盤の詳しい組成は不明だが、天王星の衛星が土星の衛星と比べて高密度であることから、比較的水が少ない組成であった可能性がある。炭素と窒素の大部分は、メタンやアンモニアではなく一酸化炭素と窒素分子の形で存在したと考えられる。このような円盤の中で衛星が形成されると、氷は比較的少なく、また氷の中にはクラスレートの形で一酸化炭素と窒素が取り込まれ、また比較的多くの岩石が材料となるため、高い密度を説明することができる。降着過程は衛星が完全に形成されるまで数千年の間継続したと考えられる。

タイトル: 星間分子の一覧
以下の表では検出された星間分子を構成原子数ごとに分けてリストアップしている。分子の列に記入がないものはイオンだけが検出されていることを示す。名称の列に記入のないものはこれまでに科学文献で名称が与えられていない分子である。(和名は日本語において慣用的に用いられるものを示した。)なお、存在量としては水素分子が圧倒的に多く、次いでCO(一酸化炭素)、H2O(水)、NH3(アンモニア)、HCHO(ホルムアルデヒド)、HCN(シアン化水素)の順で多い。

タイトル: 大気化学
大気中の硫黄化合物は、酸化還元反応をもたらす点と、不揮発性の硫酸エアロゾルを形成する点で、大気中の化学反応に非常に大きな効果をもたらしている。主要な物質としては硫化水素、硫化ジメチル(CH3SCH3)、二硫化炭素、硫化カルボニル、二酸化硫黄などがある。このうち二酸化硫黄の排出量と二酸化炭素の排出量には強い相関があることが分かっている。産業革命が生成する以前は、海洋のプランクトンが硫化ジメチルを介して大気中の硫黄化合物の反応を支配していたとされる。窒素は通常の状態では反応性に乏しいが、太陽放射のエネルギーを受けることにより化学反応に寄与する。またアンモニア(NH3)をはじめとして生命活動の関連も強い。窒素酸化物(NOx、ノックス)としては一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化二窒素、五酸化二窒素などがある。