핵종표

핵종표(核種票, Table of nuclides)는 원소의 동위 원소를 2차원 그래프로 나타낸 것으로, 한 축은 중성자 수(기호 N)를 나타내고 다른 축은 원자핵 내의 양성자 수(원자 번호, 기호 Z)를 나타낸다. 따라서 그래프에 그려진 각 점은 알려진 또는 가상의 원소의 핵종을 나타낸다. 이 핵종 정렬 시스템은 원소만 보여주고 동위 원소는 보여주지 않는 더 잘 알려진 주기율표보다 동위 원소의 특성에 대한 더 큰 통찰력을 제공할 수 있다. 핵종표는 이탈리아 물리학자 에밀리오 지노 세그레의 이름을 따서 세그레 차트라고도 알려져 있다.

 설명 및 유용성 

핵종표는 원소의 동위 원소를 구분하여 핵종의 핵적 또는 방사성 거동을 그래프에 나열한다. 이는 원소의 화학적 거동만을 매핑하는 주기율표와는 대조적이다. 이는 동위 원소(같은 원소의 변형 핵종)가 수소를 제외하고는 화학적으로 크게 다르지 않기 때문이다. 핵종표는 핵종을 X축을 따라 중성자 수로, Y축을 따라 양성자 수로 드립 라인 한계까지 정리한다. 이 표시는 1934년 쿠르트 구겐하이머(Kurt Guggenheimer)가 처음 발표했고 1935년 조르지오 페아(Giorgio Fea), 1945년 에밀리오 지노 세그레 또는 글렌 시보그(Glenn Seaborg)가 확장했다. 1958년 발터 젤만-에게베르트와 게르다 페닝(Gerda Pfennig)은 카를스루에 핵종표 초판을 출판했다. 7판은 2006년에 출시되었다. 오늘날 여러 핵종표가 있으며, 그 중 4개는 널리 배포되어 있다. 각각 카를스루에 핵종표(Karlsruhe Nuclide Chart), 스트라스부르 범용 핵종표(Strasbourg Universal Nuclide Chart), 일본원자력연구개발기구 (JAEA)의 핵종표, 미국의 놀스 원자력 연구소의 핵종표이다. 이는 핵 공동체의 기본 도구가 되었다.

 핵종표의 경향 
이 문단의 경향은 Z가 오른쪽으로 증가하고 N이 아래쪽으로 증가하는 다음 차트를 참조한다. 이는 위쪽 가로 방향 차트를 시계 방향으로 90° 회전한 것이다.

섬네일|300px|동위 원소의 반감기. 더 어두운 안정 동위 원소 영역은 원소 번호 Z가 커짐에 따라 양성자(Z) = 중성자(N) 선에서 벗어난다.
 동위 원소는 양성자 수는 같지만 중성자 수는 다른 핵종이다. 즉, 원자 번호는 같고 따라서 같은 화학 원소이다. 동위 원소는 수직으로 서로 이웃한다. 예를 들어 위 표의 탄소-12, 탄소-13, 탄소-14 등이 있다.
 동중성자 원소는 중성자 수는 같지만 양성자 수는 다른 핵종이다. 동중성자 원소는 수평으로 서로 이웃한다. 예를 들어 위 표의 탄소-14, 질소-15, 산소-16 등이 있다.
 동중 원소는 핵자 수(즉, 질량수)는 같지만 양성자 수와 중성자 수는 다른 핵종이다. 동중 원소는 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 대각선으로 서로 이웃한다. 예를 들어 위 표의 탄소-14, 질소-14, 산소-14 등이 있다.
 동중성자차 원소는 중성자 수와 양성자 수의 차이(N − Z)가 같은 핵종이다. 동중 원소와 마찬가지로 대각선 선을 따르지만, 동중 원소 선과는 직각으로 교차한다(왼쪽 위에서 오른쪽 아래로). 예를 들어 붕소-10, 탄소-12, 질소-14 (각 쌍에 대해 N − Z = 0) 또는 붕소-12, 탄소-14, 질소-16 (각 쌍에 대해 N − Z = 2) 등이 있다.
 왼쪽 아래의 중성자 드립 라인을 넘어서는 핵종은 중성자 방출로 붕괴한다.
 오른쪽 위의 양성자 드립 라인을 넘어서는 핵종은 양성자 방출로 붕괴한다. 드립 라인은 일부 원소에 대해서만 확립되었다.
 안정성의 섬은 핵종의 오른쪽 위 군집에 있는 가상의 영역으로, 다른 초우라늄 원소보다 훨씬 더 안정한 동위 원소를 포함한다.
 원자 번호가 20(칼슘)보다 큰 핵종 중에서 핵 내부에 양성자 수와 중성자 수가 같은 안정 핵종은 없음을 차트에서 쉽게 알 수 있다. 원자 번호가 큰 핵은 안정성을 위해 중성자가 과잉으로 필요하다.
 양성자 수가 홀수이고 중성자 수가 홀수인 유일한 안정 핵종은 수소-2 (중수소), 리튬-6, 붕소-10, 질소-14 및 (관측상) 탄탈럼-180m이다. 이는 이러한 원자의 질량-에너지가 같은 동중 원소 사슬의 이웃 원자보다 일반적으로 높기 때문에 대부분 베타 붕괴에 대해 불안정하기 때문이다.
 질량수가 5 또는 8인 안정 핵종은 없다. 147과 151을 제외하고 질량수 208까지의 다른 모든 질량수에 안정 핵종이 존재하며, 147과 151은 매우 긴 사마륨-147과 유로퓸-151로 대표된다. (비스무트-209는 2003년에 방사성인 것으로 밝혀졌지만, 의 반감기를 가진다.)
 텔루륨-123과 안티모니-123 쌍을 제외하고 홀수 질량수는 단일 안정 핵종으로만 표현된다. 이는 질량-에너지가 원자 번호의 볼록 함수이기 때문에 하나의 핵종을 제외하고 홀수 동중 원소 사슬의 모든 핵종은 베타 붕괴를 통해 붕괴할 수 있는 낮은 에너지의 이웃 핵종을 가지고 있기 때문이다. 마타우흐 핵종 규칙을 참조하시오. (123Te는 Sb로 붕괴할 것으로 예상되지만, 반감기가 너무 길어 붕괴가 관찰된 적이 없는 것으로 보인다.)
 Z = 82(납)보다 큰 원자 번호를 갖는 안정 핵종은 없다. 하지만 비스무트 (Z = 83)는 모든 실제적인 인간 기준에서는 안정하며, 토륨 (Z = 90)과 우라늄 (Z = 92)은 지구상에 대량으로 존재할 만큼 충분히 긴 수명을 갖는다. 원자 번호 1부터 82까지의 원소는 모두 안정 동위 원소를 가지고 있지만, 테크네튬 (Z = 43)과 프로메튬 (Z = 61)은 예외이다.

 표 

편의를 위해 위키백과에는 두 세트의 "분할표"와 단일 "단일표(모든 원소)", 세 가지 다른 데이터가 제공된다. 단일 표는 양성자/중성자 수의 경향을 쉽게 시각화할 수 있지만, 수평 및 수직 스크롤링이 동시에 필요하다. 분할표는 특정 화학 원소를 훨씬 적은 스크롤링으로 더 쉽게 검토할 수 있도록 도와준다. 다른 데이터로 빠르게 이동할 수 있는 링크가 제공된다.

 분할표 
 핵종표 (분할, 좁음)
 핵종표 (분할, 넓음)

 전체 표 

아래 핵종표는 반감기가 최소 하루 이상인 모든 핵종을 포함한 핵종 (종종 "동위 원소"라고 느슨하게 불리지만, 이 용어는 위에서 언급했듯이 원자 번호가 같은 핵종을 정확히 지칭한다)을 보여준다. 이들은 왼쪽에서 오른쪽으로 원자 번호가 증가하고 위에서 아래로 중성자 수가 증가하도록 배열되어 있다.

셀 색상은 각 핵종의 반감기를 나타내며, 테두리가 있는 경우 테두리 색상은 가장 안정한 이성질핵의 반감기를 나타낸다. 그래픽 브라우저에서는 각 핵종에 반감기를 나타내는 tool tip도 있다.

각 색상은 특정 반감기 범위를 나타내며, 테두리 색상은 핵 이성질체 상태의 반감기를 나타낸다. 일부 핵종은 여러 개의 핵 이성질체를 가지고 있으며, 이 표는 가장 긴 반감기를 가진 것을 표시한다.

점선 테두리는 핵종이 바닥 상태 핵종과 같은 범위의 반감기를 가진 핵 이성질체를 가지고 있음을 의미한다.
처음 몇몇 원소의 여러 핵종 사이에 있는 점선은 실험적으로 결정된 양성자 및 중성자 드립 라인이다.

섬네일|right|바르샤바 대학교 신기술 센터 앞에 있는 기념물에 나타난 핵종표의 일부로, 제목에 "폴란드 과학자들이 명명했거나 그들의 이름을 딴 네 가지 원소(즉, Po, Ra, Cm, Cn 포함)"가 표시되어 있으며 표 아래에 나타나 있다:1898년에 발견된 폴로늄 (84Po),1898년에 발견된 라듐 (88Ra),1944년에 발견된 퀴륨 (96Cm),1996년에 발견된 코페르니슘 (112Cn).

 각주 

 외부 링크 

 Chart of the Nuclides 2014 (Japan Atomic Energy Agency)
 Interactive Chart of Nuclides (Brookhaven National Laboratory)
 Karlsruhe Nuclide Chart – New 10th edition 2018
 Nucleonica web driven nuclear science
 IAEA Live Chart of Nuclides
 파일:Ndslivechart.png 모바일 앱: Android 또는 Apple – PC 사용자는 The Live Chart of Nuclides - IAEA
 The Colourful Nuclide Chart, 호주 국립 대학교의 에드워드 심슨(Edward Simpson)
 핵종표 (EnergyEducation.ca)
 한국원자력연구원의 또 다른 핵종표 예시 데이터는 1999년 1월까지이다.