クイズ問題: 核燃料や核兵器の材料ともなっている、原子番号94、元素記号Puの元素は何でしょう?
答え: プルトニウム

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: 周期律
text: 未発見の元素が発見されていき、周期表の空欄が埋まってくると、原子量順に並べるのでは不具合があることが分かってきた。例えばアルゴン(原子量 40.0)はその性質から明らかに希ガスに分類され、カリウム(原子量 39.1)はアルカリ金属に分類される。しかし、単純に原子量順に並べるとカリウムが希ガスに、アルゴンがアルカリ金属になってしまう。また、コバルト(原子量 58.9)とニッケル(原子量 58.7)では原子量の差がほとんど無く、遷移金属であるため性質も似ており周期表上の位置がはっきりと確定できない。
title: 第1族元素
text: 第1族元素(だいいちぞくげんそ)とは、周期表において第1族に属する元素。水素・リチウム・ナトリウム・カリウム・ルビジウム・セシウム・フランシウムがこれに該当する。このうち、水素を除いた元素についてはアルカリ金属元素 (英: alkali metal) といい、単体では最外殻s軌道電子が自由電子として振舞うため金属的な性質を示す。
title: セシウム
text: セシウムは地殻中に平均およそ3 ppmの濃度で存在していると見積もられており、比較的珍しい元素である。これは、全ての元素の中で45番目の存在量であり、全ての金属の中では36番目である。それでもセシウムは、アンチモンやカドミウム、スズ、タングステンのような元素よりは豊富であり、水銀や銀よりは2桁多く存在するが、セシウムと化学的に密接に関連するルビジウムはさらに30倍ほど多い。
title: グレン・シーボーグ
text: 加速器を用いて多くの新元素を発見したことで知られる。アクチニウムに始まる元素を「アクチノイド系列」と命名し、この系列に属する元素の大半、すなわちプルトニウム(原子番号94)、アメリシウム(95)、キュリウム(96)、バークリウム(97)、カリホルニウム(98)、アインスタイニウム(99)、フェルミウム(100)、メンデレビウム(101)、ノーベリウム(102)、ローレンシウム(103)の発見に寄与した。
title: リチウム
text: 天然に存在するリチウムはLiおよびLiの2つの安定同位体からなっており、その天然存在比はLiが92.5パーセントと大半を占めている。この2つの天然同位体は両方とも、リチウムより軽い元素であるヘリウムおよび重い元素であるベリリウムと比較して核子に対する原子核結合エネルギー(英語版)が例外的に低く、これは安定な軽元素の中でもリチウムは例外的に核分裂反応を起こしやすいということを意味している。これら2つのリチウム天然同位体は、重水素およびヘリウム3以外のどんな安定核種よりも核子あたりの結合エネルギーが低い。この結果として、リチウムは太陽系において原子番号32番までの元素のうち25番目の存在量であり、リチウムは原子量が非常に軽いにもかかわらず一般的な元素ではない。
title: プルトニウム239
text: プルトニウム239はプルトニウムの同位体である。プルトニウム239はウラン235と並んで高い核分裂性を有するため、核兵器の生産に利用されてきた。プルトニウム239は、熱中性子炉の燃料として利用できる3つの同位体のうち1つ(他2つはウラン235およびウラン233)である。 プルトニウム239の半減期は24,110年である。
title: 第18族元素
text: 第18族元素(だいじゅうはちぞくげんそ)とは、長周期表における第18族に属する元素、すなわち、ヘリウム・ネオン・アルゴン・クリプトン・キセノン・ラドン・オガネソンをいう。なお、これらのうちで安定核種を持つのは、第1周期元素のヘリウムから第5周期元素のキセノンまでである。貴ガス(きガス、英: noble gas)と呼ばれる。英語表記の変更があった2005年までは希ガス・稀ガス(きガス、英: rare gas)と呼ばれた。
title: フランシウム
text: Fr はアスタチンと同じくウランやトリウム鉱石において生成と崩壊を絶えず繰り返すため、その量は非常に少なく、フランシウムはアスタチンについで地殻含有量が少ない元素である。地球の地殻ではわずかに20-30 gほどではあるが Fr が常に存在しており、他の同位体は全て人工的に作られたものである。最も多いものでは、研究所において300,000以上の原子が作られた。以前にはエカ・セシウムもしくはアクチニウムKと呼ばれていた。
title: 液体
text: 周期表において常温、常圧で単体が液体である元素は、水銀と臭素のみである。常温よりやや高い温度が融点となっている(融点が25度~100度)元素として、フランシウム、セシウム、ガリウム、ルビジウム、リン、カリウム、ナトリウムがある。常温で液体の合金としてガリンスタンなどがある。
title: 第1族元素
text: 通常アルカリ金属に分類されるリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムは性質が非常に似通っている。ただしリチウムは直接窒素と反応するなど、一部の物性において他のアルカリ金属元素とは異なった性質を有している。
title: アクチノイド
text: アクチノイドのうち、ウランは存在量が突出しており、プルトニウムは核燃料などとしての用途が確立されていることから、特に区別してメジャーアクチノイド (Major actinide) またはメジャーアクチニドと呼ぶ。
title: 鉛の同位体
text: 鉛(Pb)の同位体のうち、Pb、Pb、Pb、Pbの4種類は、一般に安定同位体(安定核種)とされている。長い間安定核種と信じられてきたBiは、実は安定核種でなかったことが確認されたため、鉛は安定同位体を持つ既知の元素の中では最も重い(陽子の数が多い)とされるようになり、Pbが最も重い安定核種とされている。しかし、ビスマスと同様に、実は鉛も安定核種を1つも持っていないのではないかという可能性が示唆されている(後述)。
title: リチウム
text: リチウムは水素、ヘリウムとともにビッグバンによって合成された初めの元素のひとつであるが、リチウムおよびベリリウムとホウ素はほかの近い原子番号の元素と比較してその存在量は著しく小さい。これは、リチウムが低温で核反応を起こすため消費されやすく、かつリチウムが生成されるような核反応が少ないことの結果である。
title: アクチノイド
text: アクチノイドに属する超ウラン元素のうちプルトニウムを除いたものをマイナーアクチノイド (Minor actinide) もしくはマイナーアクチニドと呼ぶ。一般にはマイナーアクチノイドに分類されるのはネプツニウム、アメリシウム、キュリウム、バークリウム、カリホルニウム、アインスタイニウム、フェルミウムであるとされている。この中で使用済み核燃料に含まれる重要な同位体はネプツニウム237, アメリシウム241, アメリシウム243, キュリウム242から248とカリホルニウム249から252である。これらは強い放射能を持つ長寿命核種であり、300年から2万年に渡って使用済み核燃料から発生する強い放射線と熱の原因となるため、放射性廃棄物処理を考える上で大きな問題となる。 また、マイナーアクチノイドは核実験による放射性降下物にも含まれる。
title: アクチニウム系列
text: アクチニウム系列(あくちにうむけいれつ、英: Actinium series)は、ウラン235から鉛207までの崩壊過程のことである。アクチニウム系列に属する核種の質量数はnを整数とすると4n+3で表すことができるので4n+3系列ともいう。起点となる元素はウラン235ではあるが、ウラン238が起点となっている4n+2系列にもウラン系列という名称が使われているため、通過点となるアクチニウムが名称として使われている。
title: アルゴン
text: 貴ガスの中では最も空気中での存在比が大きく、乾燥空気を構成する物質では第2位の酸素の 20.93% についで第3位の 0.93% である。空気中のアルゴンの存在比が貴ガス中最も大きいのは、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。このため地球および火星など岩石惑星大気中ではアルゴン40の同位体比が圧倒的に大きいのに対し、太陽大気中ではアルゴン36の同位体が大部分を占める。 こうした事もあって地球上のアルゴンは原子量の重いものが偏っているため、アルゴン(原子番号18)は原子番号19のカリウムよりも平均原子量が大きくなっている。
title: 鉛
text: 全元素中で最も質量数の大きい安定同位体を持つ元素としてビスマスが挙げられることも多いものの、長らくビスマスの唯一の安定同位体だと信じられてきたBiは、実際には安定同位体ではなかったことが確認された。このため、通常、鉛が全元素中で最も質量数の大きい安定同位体を持つ元素として挙げられ、鉛の同位体の1つであるPbが、最も質量数の多い安定同位体と言われている。また、ウランやトリウムなどの鉛よりも原子番号の大きな放射性元素が壊変すると、一般的には最終的には鉛の同位体のうち、PbかPbかPbを生じるとされている。しかし、実は鉛にも安定同位体は1つも存在しないのではないかとも言われ始めている。事実、長らく安定同位体と信じられてきたPbも、実は安定同位体ではなかった。
title: 元素の周期
text: この周期では、第6周期元素と同様のブロック元素が属する。第7周期におけるfブロック元素をアクチノイドと呼ぶ。この周期の全ての元素には安定同位体が存在しない。なお天然に豊富に存在する元素はウラン(原子番号92)までで、ネプツニウム(原子番号93)とプルトニウム(原子番号94)がウラン鉱石中にわずかに確認されている。アメリシウム以降の確認された元素はすべて人工実験により得られている。安定同位体が得られないために、化学的な性質を調べることが困難となっている。
title: リバモリウム
text: 1998年末、ポーランドの物理学者ロバート・スモランチュクは、オガネソンとリバモリウムを含む超重元素の合成のための原子核融合に関する計算を公表した。彼の計算は、慎重に制御された環境下で鉛とクリプトンを融合させることで、これら2つの元素を合成できることを示していた。
title: アルゴン
text: 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、その容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。
title: アクチノイド
text: アクチノイド(英: Actinoid)とは、原子番号89から103まで、すなわちアクチニウムからローレンシウムまでの15の元素の総称である。
title: テクネチウム
text: テクネチウム(英: technetium [tɛkˈniːʃiəm])は原子番号43の元素。元素記号は Tc。マンガン族元素の1つで、遷移元素である。天然のテクネチウムは地球上では非常にまれな元素で、ウラン鉱などに含まれるウラン238の自発核分裂により生じるが、生成量は少ない。そのため、後述のように自然界からはなかなか発見できず、人工的に合成することで作られた。すなわち発見が自然界に由来しない最初の元素かつ最初の人工放射性元素となった。安定同位体が存在せず、全ての同位体が放射性である。最も半減期の長いテクネチウムはテクネチウム98でおよそ420万年である。
title: プルトニウム
text: 大部分のプルトニウムは、人工的に生成されたものであるが、天然においては、ごく微量のプルトニウムが、ウラン鉱石中に存在する。これは、U が中性子捕獲により U になり、その後2回のβ崩壊により Pu に変化するためである。この過程は原子炉におけるプルトニウムの生成と同じ反応である。その後は Pu → U → Th → Pa と崩壊していき、最終的にはPbになる。この発見は1952年のことで、結果、ウランに代わって地球上に天然に存在する最も原子番号の大きな元素となった(その前年にはネプツニウムが天然において発見された)。
title: ポロニウム
text: 自然界ではウラン鉱に極微量に存在するだけの非常に稀な元素であり、ラドン222(Rn)から崩壊するポロニウム218(Po)などがある。1934年に実験が行われ、天然のビスマス209(Bi)に中性子を照射することでビスマス210(Bi)が生成し、そのビスマス210(Bi)が崩壊しポロニウムが発生することが判明した。
title: 太陽神
text: ウラン235は原子炉と核兵器の両方で重要である。ウラン235は天然に利用可能な量が存在する唯一の核分裂性物質である。ウラン238は中性子を捕獲しさらに崩壊することでプルトニウム239を生成する。プルトニウム239も核分裂性物質であるため、ウラン238も原子炉において重要である。
title: フッ化物
text: フッ素には安定同位体がFしか存在しない(さらに、ヨウ素の様に長寿命放射性同位体も存在しない)ことから、フッ化物はウラン235と238の混合物から核物質として有用なウラン235を分離・濃縮する際に用いられる(フッ化物の式量差は結合している金属イオンの質量差にのみ影響されるため。Cl, Br等では安定同位体が相当量あるので不可能である)。マンハッタン計画においては原子爆弾製造のため、より効率的なフッ素製造法の発見・確立に力が注がれた。
title: フッ化白金(VI)
text: 他の元素による中性の六フッ化物もまた揮発性である。これには、オスミウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、タングステン、テクネチウム、そしてウランが含まれる。いずれも強力な酸化剤である。フッ化ウラン(VI)とフッ化タングステン(VI)は原子力およびマイクロエレクトロニクス産業にそれぞれ利用されている。また、硫黄、キセノン、セレン、およびテルルも容易に分離できる六フッ化物を形成する。六フッ化硫黄はその立体障害のため極めて安定しており、不活性流体として電子機器で絶縁体として広く使われてきたが、類似化合物の六フッ化セレンと六フッ化テルルは反応性が非常に大きい。
title: 原子核
text: 全ての核種の中で最も安定な原子核は、ニッケルの同位体の1つニッケル62(陽子28個、中性子34個)の原子核である。
title: ストロンチウム
text: ウランの核分裂生成物など、人工的に作られる代表的な物質放射性同位体としてヨウ素131、セシウム137と共にストロンチウム90 (Sr) がある。ストロンチウム90は、半減期が28.8年でベータ崩壊を起こして、イットリウム90に変わる。原子力電池の放射線エネルギー源として使われる。体内に入ると電子配置・半径が似ているため、骨の中のカルシウムと置き換わって体内に蓄積し長期間にわたって放射線を出し続ける。このため大変危険であるが、揮発性化合物を作りにくく原発事故で放出される量はセシウム137と比較すると少ない。
title: 太陽神
text: 天然に存在するウランは3つの主要な同位体からなる。ウラン238 (99.28% 天然存在比)、ウラン235 (0.71%)、ウラン234 (0.0054%)である。同位体は3つとも放射性であり、娘核種もまた放射性同位体である。もっとも安定なウラン238では半減期 4.51×10 年(地球の年齢に近い)であり、ウラン235は7.13×10 年、ウラン234は2.48×10 年である。
title: 塩化ウラン(III)
text: 塩化ウラン(III) (UCl3) はウランと塩素の化合物である。主に使用済み核燃料の再処理に用いられる。塩化ウラン(IV)からさまざまな方法で合成されるが、塩化ウラン(IV)よりも不安定である。
title: 水素の同位体
text: 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。
title: ウラン濃縮
text: 天然ウランには、核分裂を起こさない同位体としてウラン238(U)が99.3%、核分裂を起こすウラン235(U)が0.7%含まれている。
title: FUTURE UNISON
text: 六フッ化プルトニウム (PuF6)はプルトニウムのフッ化物の中で酸化数が最大のものである。レーザー濃縮により中性子照射したウランから純粋なプルトニウム239を抽出できる可能性があるため注目されている。プルトニウム239の高純度化は、プルトニウム240の自発核分裂による過早爆発を避けるために極めて重要となるからである。
title: 核燃料
text: 日本においては原子力基本法第三条で「ウラン、トリウム等原子核分裂の過程において高エネルギーを放出する物質」として核燃料物質(nuclear fuel material)という語が定義されており、天然ウラン、濃縮ウラン、劣化ウラン、プルトニウム及びこれらの化合物ならびにこれらを含む物質で原子炉において燃料として使用できるものを言う。ウラン238及びトリウムは中性子照射によってそれぞれ核分裂性の Pu と U に変化するので燃料親物質と呼ばれるが、広義には核燃料物質に含まれる。
title: 崩壊系列
text: ウラン235 からアクチニウム227 を経て鉛207 に至る系列をアクチニウム系列と呼ぶ。質量数 4n+3 の核種から成る。
title: 三重水素
text: 自然界に最も多く存在する「普通」の水素は、原子核が単独の陽子から成る軽水素(H)であり、原子核が陽子1つと中性子1つから成る重水素(H)も安定核のため豊富に存在する (自然界の水素同位体の0.0115%) のに対し、三重水素は不安定なため天然には微量しか存在しない。とはいえ、半減期12.32年は軽い元素の放射性同位体としては比較的長いもので、天然においても一定量が常に存在している。たとえば体重60 kg程度の人の場合、50ベクレル程度のトリチウムを体内に保有している。水素には質量数が4から7の同位体もあるが、いずれも半減期が10秒以下と極めて不安定で実験室外には存在しないため、多くの場合には三重水素が事実上唯一の水素の放射性同位体として扱われている。
title: アクチノイド
text: 全て放射性元素で半減期が短いものが多い。トリウムとウランには半減期が数億年以上の長命な同位体が存在するためにまとまった量が天然に存在するが、他の元素は天然には全くないか、ごく僅かしか存在せず、ほとんどが人工的に作られたものである。特にウランより重いネプツニウム以降の元素のことを超ウラン元素といい、ほぼ自然界には存在しない。このため物理的、化学的性質の詳細はとりわけ不明な部分が多い。
title: ノルスク・ハイドロ重水工場破壊工作
text: ウランにおいてもっとも一般的な同位体であるウラン238は、水素爆弾において二次的な核分裂性物質として利用することはできるが、原子爆弾において一次的な核分裂性物質としては利用できない。ウラン238はプルトニウム239の生産に利用することができる。ウラン235の核分裂によって中性子が発生し、その一部がウラン238に吸収されてウラン239ができる。ウラン239は放射性壊変により数日中には兵器に利用できるプルトニウム239となる。
title: セシウム137
text: セシウム137(英: caesium-137, 13755Cs)はセシウムの放射性同位体であり、質量数が137のものを指す。ウラン235などの核分裂によって生成する。
title: 核融合エネルギー
text: 本来、原子核の安定度は鉄を中心に、軽い小さな原子核は融合する事でより重く大きく、反対に重く大きい原子核は分裂する事で軽く小さくなったほうが自身の持つエネルギーが少なくて済むので安定となる。原子力発電のような核分裂反応は、ウランのように特に重い元素を利用している。核融合反応では反対に小さく軽い原子核を持つ水素やヘリウム、そしてその同位体である重水素や三重水素、ヘリウム3を利用する。しかしヘリウム3は地球上にほとんど存在しないため、入手が難しい。
title: オガネソン
text: 1998年末、ポーランドの物理学者w:Robert Smolańczukは、オガネソンを含む超ウラン元素の合成のための核融合反応の計算結果を論文として公表した。彼の計算では、慎重に制御された条件下で鉛をクリプトンと融合することでオガネソンを作ることができ、その反応の融合可能性(反応断面積)は、シーボーギウムを生成する鉛-クロムの反応と同程度であるというものであった。これは、鉛またはビスマスをターゲットとした反応断面積は、生成する元素の原子番号の増加とともに指数関数的に減少するという予測と矛盾するものであった。
title: セシウム
text: セシウムの化学的・物理的性質は同じくアルカリ金属のルビジウムやカリウムと似ていて、水と−116 °Cで反応するほど反応性に富み、自然発火する。安定同位体を持つ元素の中で、最小の電気陰性度を持つ。セシウムの安定同位体はセシウム133のみである。セシウム資源となる代表的な鉱物はポルックス石である。
title: 第5族元素
text: 第5族元素(だいごぞくげんそ)は、周期表において第5族に属する元素の総称であり、バナジウム、ニオブ、タンタル、ドブニウムからなる。バナジウム、ニオブ、タンタルはバナジウム族元素と呼ばれることもある。
title: セシウム
text: 同位体元素のセシウム135は、ウランの核反応によって生成する長寿命核分裂生成物の一つである。しかしながら、セシウム135の前駆体のキセノン135は非常に中性子を吸収しやすく、また、しばしばセシウム135に壊変する前に安定同位体であるキセノン136に変わるため、たいていの原子炉においてその核分裂収量は減少する。
title: エカ
text: 1870年、ドミトリー・メンデレーエフが周期表を発表する際に、ホウ素、アルミニウム、ケイ素、マンガンの下を「エカホウ素(ekaboron, Eb)」「エカアルミニウム(ekaaluminium, Ea)」「エカケイ素(ekasilicon, Es)」「エカマンガン(ekamanganese, Em)」とし、これらは未発見の元素であるとして性質を予言した。ほどなくガリウム、スカンジウム、ゲルマニウムが発見され、それぞれエカアルミニウム、エカホウ素、エカケイ素の予言された性質と良く一致したことから、メンデレーエフの周期表は支持を集めた。(なおエカマンガンことテクネチウムは20世紀まで発見が遅れた)
title: ヨウ素の同位体
text: ヨウ素(I)の同位体は、37種類が知られるものの、Iのみが安定同位体であり、他は全て放射性同位体である。したがって、ヨウ素はモノアイソトピック元素の1つとして数えられる。しかし、宇宙線の影響や、地球上に存在するウランなどが自発核分裂を起こすことにより、半減期約1570万年のIが生成され続けている関係で、ごく微量ながらIも天然に存在する。また、近年はヒトが人工的に核分裂を起こしている関係で、放射性物質によって汚染された場所では、より高濃度にIが存在する。ヨウ素の他の同位体は半減期が短いため、通常は環境中に見られない。このため、標準原子量は126.90447uと、事実上Iの質量と一致する。
title: インジウム
text: 右側の表の通り、自然界には質量数113のインジウムと質量数115のインジウムの2種が存在し、95%以上が質量数115のものである。この同位体は天然放射性同位体である。1つ以上の安定同位体を持つ元素の中で、天然放射性同位体が安定同位体より多く存在しているものとしてはインジウムの他にテルルとレニウムがある。
title: 超新星元素合成
text: 元素合成は、酸素燃焼過程やケイ素燃焼過程において起こる。これらの核融合反応は、ケイ素、硫黄、塩素、アルゴン、ナトリウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、そして、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケルといった鉄収束の元素を生成する。これらの元素は水素とヘリウムのみからなる巨大な恒星によって合成されることから primary elements とも呼ばれる。これらの元素が超新星爆発によって放出された結果、星間物質における重元素の存在率は多くなっていく。ニッケルより重い元素は主としてr過程として知られる中性子捕獲の過程を経て生成される。また、いくつかの元素合成はrp過程として知られる陽子捕獲やp過程(ガンマ過程)として知られる光崩壊過程によって生成されると考えられている。p過程は重元素のうち最も軽く、中性子の少ない重元素の同位体を合成する。
title: ヘリウム
text: 天然に存在するヘリウムの同位体には、陽子2つと中性子1つからなる「ヘリウム3」と、陽子2つと中性子2つからなる「ヘリウム4」の2種類がある。ヘリウム3は、地球の大気中においてはヘリウム4に対して100万分の1の量しか存在しないため、原子炉で生成されたものが利用される。原子炉内でリチウム6に中性子を照射すると三重水素とヘリウム4ができ、この三重水素がベータ崩壊(半減期12.5年)してヘリウム3となる。
title: ニッケル62
text: ニッケル62は安定同位体で、核子当たり8.7945 MeVと核結合エネルギーが最も強い核種である。核結合エネルギーが最も強い核種は鉄56であるという誤解が広まっているが、これは核子あたりの質量が最も小さい同位体である。この誤解は恐らく天体物理学から来たものと考えられる。恒星内元素合成では、光崩壊とアルファ反応が競合し、ニッケル62よりもニッケル56が多くできる。ニッケル56は超新星の寿命の最後でケイ素の燃焼過程の最終産物として得られる物質である。14個のヘリウム原子核がアルファ反応で結合したものである。もう1つのヘリウム原子核が結合した亜鉛60はエネルギーが高いため、超新星爆発の産物は最終的にここに落ち着く。
title: 単核種元素
text: 単核種元素に似た概念にモノアイソトピック元素というものがある。これは、天然に存在する安定核種がただ一つである元素のことである。つまり放射性元素であるビスマス、トリウム、プロトアクチニウムはモノアイソトピック元素には含まれない。逆に、天然に存在する核種が複数であっても、そのうち安定核種がただ一つであればモノアイソトピック元素である。モノアイソトピック元素であるが単核種元素でない元素の中のうち、インジウムとレニウムは安定核種よりも長寿命放射性核種のほうが天然存在比が大きい。
title: 超酸化セシウム
text: 超酸化セシウムは、超酸化カリウムや超酸化ルビジウムと同様に、炭化カルシウム型の結晶構造をとる。酸化セシウムと異なり、超酸化セシウムでは酸素同士の結合が存在する。
title: カリウム-アルゴン法
text: 1955年に登場した手法で、マグマに含まれている放射性元素「カリウム40」(K)は、約13億年の半減期で放射性崩壊して約89%が「カルシウム40」(Ca)に約11%が「アルゴン40」(Ar)という別の元素に変わる。
title: 仁科芳雄
text: 仁科は、1939-1940年、八酸化三ウラン(天然ウラン)に高速中性子を照射して、ウラン237を発見したことで93番元素であるネプツニウム237ができていることを示し、またルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、カドミウム(Cd)、インジウム(In)、スズ(Sn)の7元素の生成物によって対称核分裂を発見した。なお、ネプツニウム237は、核兵器の爆発によって生成されることが知られている。
title: マディソン・ダヴェンポート
text: 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。
title: 護衛艦たちかぜ暴行恐喝事件
text: 四フッ化プルトニウム または フッ化プルトニウム(IV) は化学式 PuF4 で表されるプルトニウムとフッ素の化合物である。他のプルトニウム化合物と同様に、核拡散防止条約の監視対象物質である。.
title: 長崎市への原子爆弾投下
text: プルトニウムの歴史は、まずウラン原子核(原子番号92)の核分裂の実験の際に、原子番号93,94の元素の存在が予言されたことに始まる。1940年に原子番号93のネプツニウムが発見された。次いで1941年2月に原子番号94のプルトニウムがカリフォルニア大学バークレー校のグレン・シーボーグにより発見された。
title: ニッケル62
text: ニッケルの同位体の結合エネルギーは一般的に高いため、ニッケルは(中性子捕獲等も含め)宇宙の多くの原子核反応の最終産物となる。そのためニッケルは多量に存在するが、宇宙に存在するニッケルの大部分はニッケル58とニッケル60である。その他の安定同位体(ニッケル61、ニッケル62、ニッケル64)はほとんど存在しない。
title: 日本の原子爆弾開発
text: 原子爆弾を作るには天然ウランの中に0.7%しか含まれていないウラン235を取り出さなければならない。ウラン235の原子核に中性子を当てると核分裂が起こり、大きなエネルギーが放出される。天然のウランは大部分がウラン238でこれは核分裂しない (正しくは核分裂しにくい)。ウラン238とウラン235は同位体であって化学的にはまったく同じなので化学的な方法では分離できない。分離するにはわずかな質量差を利用して物理的な方法で分離しなければならない。ウランは金属で、そのままでは分離できないので六フッ化ウランという揮発性の化合物に変えて分離に供する。
title: チューブ・アロイズ
text: これらの新しい発見は1940年バークレー放射線研究所のエドウィン・マクミランとフィリップ・アベルソンによる研究でも検証された。ケンブリッジのチームのケンマー博士は、新しい元素たちに太陽系の天王星(Uranus、原子番号92のウランに対応)より遠い惑星である海王星(Neptune)と冥王星(Pluto)から、93番目の元素をネプツニウム(neptunium)、94番目の元素をプルトニウム(plutonium)と名づけた。偶然にもアメリカ人たちも同じ名前を提案した。その後、1941年に最初のプルトニウムの最初のサンプルの作成と検証がグレン・シーボーグにより行われた。彼は原子炉でなくサイクロトロンを使用した。
title: トリウム燃料サイクル
text: 核燃料として酸化物を利用する場合、二酸化ウラン(UO2)に対し、二酸化トリウム(ThO2)は融点が高く、熱伝導率が高く、熱膨張率が低い。二酸化ウランよりも化学的に安定で、さらに酸化されることもないなど、安全上有利な性質を備えている。
title: 天然ウラン
text: ウランには質量数238と235の同位体があり、採掘されたウランにはウラン238が約99.3%、ウラン235が約0.7%含まれている。このうち、ウラン235は核分裂する放射性同位体であり、原子炉で核燃料として用いられる他、核兵器の主要な材料として用いられる。
title: 関西電力カラス巣作り訴訟
text: ウラン235(uranium-235, U)はウランの同位体の一つ。1935年にアーサー・ジェフリー・デンプスターにより発見された。ウラン238とは違いウラン235は核分裂の連鎖反応をおこす。ウラン235の原子核は中性子を吸収すると2つに分裂する。また、この際に2個ないし3個の中性子を出し、それによってさらに反応が続く。原子力発電では多量の中性子を吸収するホウ素、カドミウム、ハフニウムなどでできた制御棒で反応を制御している。核兵器では反応は制御されず、大量のエネルギーが一気に解放され核爆発を起こす。
title: ラドン
text: ラドンは価電子がゼロである貴ガス元素に属している。そのような元素は最外殻電子が閉殻であることに起因して電子が最低のエネルギー準位を形成し、安定化する。そのため、ラドンは大部分の一般的な化学反応(例えば燃焼など)に対して不活性である。最外殻の電子1つを引き離すために必要な第一イオン化エネルギーは1037 kJ/mol。貴ガス元素は周期表上において原子番号が大きくなるほど電気陰性度が大きくなる周期的な傾向がみられるため、貴ガス元素の中で最も原子番号の大きなラドンは貴ガス元素の中では反応性が高い。初期の研究において、ラドンの水和物の安定性は塩素 (Cl2)もしくは二酸化硫黄 (SO2)と同程度であり、硫化水素 (H2S)のそれよりはかなり高いと結論付けられている。
title: 同位体
text: 同位体の表記は、核種の表記と同様に、元素名に続けて質量数を示すか、元素記号の左肩に質量を付記し、例えば炭素14あるいは C のように表される。ただし現在は水素の同位体に限り、固有の記号で表される核種もある。重水素 (H Deuterium) は D または d、三重水素 (H Tritium) は Tである。例として重水の化学式は D2O と表す。かつてはラドンの同位体に関して、ラドン220 (Rn) はトロン Tn 、ラドン219 (Rn) はアクチノン An という固有の名称および記号が与えられており、現在でも温泉科学など特定の分野で慣用的に用いることがある。
title: プロメチウム
text: プロメチウム(英: promethium [proʊˈmiːθiəm])は、原子番号61の元素。元素記号は Pm。希土類元素の一つ(ランタノイドにも属す)。安定同位体は存在しない。発見された同位体の中で最も半減期が長いのは、プロメチウム145の17.7年。ウランの核分裂生成物よりマクロの量で得られているのはプロメチウム147である。
title: ビスマス
text: 天然に存在するビスマスの同位体はすべて放射性同位体である。主要な同位体である Bi は長らく安定同位体とされてきたが、理論的計算に基づいて不安定である可能性が指摘されていた。2003年、精密な測定で非常に長い半減期を持つ放射性同位体であることが判明し、最重安定同位体の地位を鉛 (Pb) に譲ることとなった。
title: 三重水素
text: 三重水素は歴史的経緯から固有の名称が与えられている。三重水素にはトリチウム(英: tritium、元素記号: T)という別名がつけられており、独自の元素記号も設定されている。これはギリシャ語で「三番目」を意味するτρίτος(trítosトリトス)に由来する。T という元素記号は三重水素という水素の同位体に対して特別に割り当てられた元素記号である。このようにある元素の同位体に対して特別な元素記号が与えられているものとしては、他には二重水素に対する D やトロン(ラドン220)に対する Tn などがある。
title: 三重水素
text: 三重水素(さんじゅうすいそ)またはトリチウム(英: tritium、元素記号: T)は、質量数が3である水素の同位体、すなわち陽子1つと中性子2つから構成される核種であり、半減期12.32年でHeへとβ崩壊する放射性同位体である。
title: セシウム134
text: 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。
title: ゴッターニ!
text: 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放射性元素であり、広義では人工の放射性同位体も含む。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。
title: 太陽系の元素組成
text: 半減期が概ね10年オーダーより短い放射性同位体は、地球および太陽系の年代である46億年の間に殆どが崩壊して失われるため、存在しない。安定同位体の存在しないテクネチウムやプロメチウムは、痕跡量しか存在しない。また、原子番号84番のポロニウムから89番のアクチニウムまでおよび91番のプロトアクチニウムは、半減期の短い同位体しか存在しないが、ウランやトリウムの放射性壊変系列において定常的に生成するために、極微量が存在する。
title: プロメチウム
text: 1902年にチェコの化学者ブラウナー(Bohuslav Brauner)がネオジムとサマリウムの間の原子量の差が当時知られていた全ランタノイド中最大であることを発見し、この2元素の間に両者の中間的な性質を持った未発見の新元素がある可能性を示唆した。 1913年に英国の物理学者モーズリーが原子番号が原子核中の正電荷(=陽子の数)に対応していることを発見(モーズリーの法則)し、これに伴ってそれまで原子量の順に配列されていた周期表が、正しく原子番号順の配置に改められた。 これによって、モリブデンとルテニウムの間の43番元素(テクネチウム)およびネオジムとサマリウムの間の61番元素(プロメチウム)その他が未発見であることが明確になった。しかし両元素とも知られている全ての核種が放射性で不安定であったため、その後発見されるまで時間がかかった。
title: カルシウム48
text: カルシウム48 (Calcium-48、Ca) は、カルシウムの同位体の1つである。20個の陽子と28個の中性子を含む。自然界には、モル分率で0.187%存在する。
title: 可逆計算
text: 三窒化二ウラン(さんちっかにウラン、英: diuranium trinitride、U2N3)は、酸化ウラン(IV)や炭化ウランに性質が類似しているために原子炉の核燃料として使われているセラミック化合物である。窒素とウランを700 °Cで反応させることによって合成する。空気中でウランを燃焼させて作ることもできる。
title: 塩化ウラン(IV)
text: 塩化ウラン(IV) または四塩化ウラン (UCl4) はウランと塩素の化合物で、ウランの酸化数は +4 である。電磁的同位体分離法(electromagnetic isotope separation、 EMIS) によるウラン濃縮に利用される。 また、有機ウラン化学における出発物質の一つでもある。
title: カルシウムの同位体
text: カルシウムの同位体(カルシウムのどういたい)には、4種類の安定同位体(Ca、 Ca、Ca、Ca)の他に、2種類の長寿命の放射性同位体(Ca、Ca)が、現在の地球上に天然に存在するカルシウムの同位体である。ただし、この他にCaは、Caが宇宙線由来の中性子を捕獲することで逐次生成されている、微量放射性同位体として極々微量ながら天然に存在する。なお、人工的に作られたカルシウムの同位体は、他に何種も知られている。
title: リーゼ・マイトナー
text: マイトナーが核分裂の発見に深くかかわったきっかけは、先述のようにフェルミの論文であった。フェルミの研究は、さまざまな原子に中性子を当てることによって、人工的に放射能を作りだすというものである。フェルミは、当時知られていた最も原子量の大きい元素であるウラン(原子番号92)に対してもこの実験を行った。そうして作りだされた放射能の性質は、今までに観測されたどの元素とも異なっていた。そのためフェルミは、この実験によって原子番号93の新たな元素が生み出されたのではないかと考えた。
title: 箇条書き
text: 項目を羅列した一つの文「元素周期表の18族(希ガス)は、ヘリウム (He) ・ネオン (Ne) ・アルゴン (Ar) ・クリプトン (Kr) ・キセノン (Xe) ・ラドン (Rn) である。」を箇条書きに直すと次のようになる。
title: 曽和まどか
text: ビスマス209(Bismuth-209)は、最も長い半減期を持つビスマスの同位体である。83個の陽子と126個の中性子からなり、原子量は208.9803987 uである。天然にはビスマスの同位体は5つの同位体が存在するが、このビスマス209を除いた他の4つの同位体は、いずれも半減期が非常に短い。このため、天然の全てのビスマスはこの同位体のみ存在するとみなしてもよい。ビスマスの同位体はいずれも、壊変系列の崩壊過程によって発生する物で、ビスマス209も、鉛209がベータ崩壊した際の産物として生成する。
title: 水素化ウラン(III)
text: 水素化ウラン(III) または三水素化ウラン (UH3) はウランと水素の化合物である。
title: 元素合成
text: 宇宙の初期において存在した原子は中性水素(軽水素)(H)の原子核-単体の陽子-と単体の中性子だけである。宇宙が十分に冷えてくると陽子と中性子が衝突して重水素(H)が作られるようになる。重水素に中性子が捕獲されると三重水素(H)、もしくは三重水素がベータ崩壊してヘリウム3(He)となる。さらに中性子を捕獲してヘリウム4(He)までは簡単に作られる。この中で中性水素が最も安定であり、またヘリウム4も安定であるので、この2つの核種が蓄積する。質量数5の安定な核種は存在しないので宇宙の初期における原子核合成はこれ以上進まない。ごく少数この先のリチウム7(Li)やベリリウム7(Be)が作られるが、質量数8の安定な核種は存在しないので、これ以上進むことはまずない。
title: 原子力発電
text: 原子には、中性子を捕捉して分裂する物と、捕捉しても分裂しない物があることが知られている。分裂する物として代表的なものは、ウランの放射性同位体であるウラン235、プルトニウム239である。しかし、プルトニウム239は天然にはごく微量しか存在しないため、核燃料としてはウラン235が使われる。このウラン235は天然鉱石である閃ウラン鉱に含まれる。しかしこの中にはウラン235が0.7 %程度しか含まれていないため、21世紀初頭現在の一般的な原子炉で核燃料として利用するには、ウラン濃縮工程と呼ばれるウラン235の濃縮作業が必要となる。
title: キセノン135
text: キセノン135(Xenon-135、Xe)は、半減期が約9.2時間の不安定なキセノンの同位体であり、ウランの核分裂生成物の1つである。キセノン135は、既知の最も強力な中性子捕獲物質(200万バーン)、核毒物であり、原子炉の運転に大きな影響を与える。核分裂での最終的な収率は6.3%であり、ほとんどはテルル135やヨウ素135から生成する。
title: タンタル
text: タンタルの宇宙における存在度は重量比では0.08 ppb程度、原子数では全原子数の8×10パーセント程度とされ、原子数では安定元素として宇宙でもっとも希少である。宇宙において鉄より重い元素のほとんどは、超新星爆発や恒星内部での中性子捕獲反応によって生成される。中性子捕獲による元素生成では、鉄が中性子捕獲により質量数が大きな鉄の同位体になり、ベータ崩壊によって原子番号の1つ大きな元素となる反応を繰り返して、各種の同位体が生成されるが、中性子捕獲やベータ崩壊の起きやすさによって、どの同位体が多くなるかが決定され、この結果タンタルは希少なものとなっている。
title: フランシウム
text: フランシウムは自然に産出する元素の中で最も不安定な元素である。最も長い半減期を持つフランシウム223でも半減期が22分しかないため、秤量可能な量の単体金属及び化合物として取り出すことがほとんどできない。よってフランシウムの化学的、物理的性質は実験結果として求められた実際の数値は少なく、理論的な推定値が大半を占める。対照的に、自然に産出する元素の中で2番目に不安定な元素であるアスタチンの最大の半減期は8.5時間である。フランシウムの全ての同位体は崩壊してアスタチン、ラジウムもしくはラドンとなる。Frは半減期がわずか3.5ナノ秒しかなく、原子番号105(ドブニウム)までの合成された元素の内、最も不安定なものである。単体は銀白色の金属と推定されている。また、フランシウムは高度に放射性である。
title: リチウム
text: Liを高濃度に濃縮させたフッ化リチウムとフッ化ベリリウムを混合させたフリーベは溶融塩原子炉における溶融塩として用いられる。フッ化リチウムはリチウムの化合物の中でも安定であり、フリーベは低融点な塩である。加えて、Liおよびベリリウム、フッ素は熱中性子捕獲断面積が十分に低いため、原子炉中の核分裂反応を阻害しない数少ない核種のひとつである
title: アルゴン
text: アルゴンは単原子でオクテット則を満たしていることから、他の原子と結合した化合物は長い間知られていなかった。2000年、フィンランドの研究者により初のアルゴン化合物、アルゴンフッ素水素化物 (HArF) の合成が発表された。これは、アルゴンとフッ化水素、ヨウ化セシウムを混合して 7.5 K で紫外線照射することにより合成された。
title: プルトニウム
text: プルトニウム(英・羅: Plutonium 英語: [pluːˈtoʊniəm])は、原子番号94の元素である。元素記号は Pu。アクチノイド元素の一つ。
title: ビスマス
text: その他にも、半減期は短いが自然界には5つの同位体が存在する。いずれも、壊変系列の崩壊過程によって発生する同位体である。ウラン233の崩壊過程でできるビスマス213はα崩壊核種であり、α線を用いたがんの治療に期待されている(Actimab-B )。
title: 太陽系の元素組成
text: 地球型惑星では岩石質ゆえ、カリウム40のβ+崩壊によるアルゴン40、ウランやトリウムなどのα崩壊により生じたヘリウム4が蓄積している。このため、地球上におけるヘリウムやアルゴンと、太陽系全体のヘリウムやアルゴンの同位体比との間には相違が見られる。太陽系全体では構成元素は水素やヘリウムを主成分とし、岩石を構成する元素の比率が圧倒的に小さいためである。その他の希ガス元素でも多少の変動が見られる。
title: ウラン濃縮
text: 供給流としてウランガスを用いる場合、ウランを完全に気化させなければならないが、気化に必要な温度(約3,800°C)を維持することは技術的に困難である。そこで、ウラン金属をフッ素 (F) と化合させ、六フッ化ウラン(UF6)とすることで、およそ57°Cで気化させることができる。フッ素には、フッ素19(F)以外の安定同位体が存在しないため、フッ素化合物として同位体分離を行っても質量誤差が生じない。六フッ化ウランは、まずウランとフッ素ガスを化合させて五フッ化ウラン(UF5)とした後、さらにフッ素と化合させることにより製造する。
title: 原子力発電
text: また、分裂しない元素としては、ウラン238が知られている。ウラン238は、中性子を捕捉することによってプルトニウム239に転換でき、これを核燃料として使用することができる。
title: 重水素
text: なお、重水素(H)と三重水素(H)の両方を併せて、重水素(heavy hydrogen)と呼ぶこともあるので、三重水素(H)と区別するために、(H)を二重水素と呼ぶこともある。三重水素は、存在比がごく僅かであり、時間が経つとヘリウム3(He)に変わる放射性同位体であり、この三重水素を含めずに安定同位体である二重水素のみを指して「重水素」(deuterium)と呼ぶ場合が多い。
title: 半金属
text: 半金属に合意された定義がないため、水素、ベリリウム、炭素、窒素、アルミニウム、リン、硫黄、亜鉛、ガリウム、スズ、ヨウ素、鉛、ビスマスおよびラドンが時折半金属として分類される。
title: リチウムの同位体
text: リチウム6はトリチウムの原料物質となり、核融合反応の中性子吸収材にもなる。天然のリチウムの7.5%を占める。リチウム6の大部分は核兵器への使用のために分離される。
title: 周期表
text: 周期表には118個の元素が表示されており、これらすべてに正式な元素名がつけられている。ただし、原子番号82の鉛までが安定な元素である(原子番号83のビスマスの同位体は全て放射性と判明)。
title: 第17族元素
text: 塩素は水圏に大量に存在する(クラーク数)が、地殻中の存在比ではフッ素>塩素>臭素>ヨウ素である。放射性物質であるアスタチンは、既知の最も長い半減期を持つ質量数210の同位体でも8.3時間しかないため、自然環境中にはほとんど存在せず、質量数218の同位体などがウランUの壊変生成物として定常的に極低濃度、存在するが確認は困難である。一般的に分子量の大きなものほどファンデルワールス力が増大し、常温、常圧でフッ素は薄黄色の気体、塩素は淡黄緑色の気体、臭素は赤褐色の液体、ヨウ素は黒紫色の固体、アスタチンは固体で、ヨウ素、アスタチンの固体は金属光沢を持つ。
title: 水素
text: 質量数が2(原子核が陽子1つと中性子1つ)の重水素(H)、質量数が3(原子核が陽子1つと中性子2つ)の三重水素(H)等と区別して、質量数が1(原子核が陽子1つのみ)の普通の水素(H)を軽水素とも呼ぶ。