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核種(かくしゅ、Nuclide)ラテン語のnucleus(中心部分、中核)から。は、陽子と中性子の数により決定される原子核の種類である。ほぼすべての原子核は陽子と中性子から構成される。軽水素の原子核は1個の陽子のみで中性子は含まない。陽子と中性子は、原子核の構成要素であることから、核子とも呼ばれる。核種は原子核の同位体やその他の性質を区別するために利用される。

日本語では元素名の後ろに質量数を添えることで、核種を表す。例えば酸素16、炭素12など。英語では のように、元素名の後ろにハイフンを挿入して質量数を添えることで表す。

既知の核種については、核種の一覧()や外部リンクを参照してください。

◆ 原子記号による表記法

核種を区別するため、原子核の核子の数である質量数を元素記号の左上に、陽子の数である原子番号を原子記号の左下に添える。例えば炭素の最多の同位体である炭素12は質量数"12"で陽子の数"6"であるため、 $\_6^\backslash !\backslash mathbf$ と表記される。昔は質量数は右上に添えられていた。原子番号6と原子記号 $\backslash mathbf$ は同じ情報であり一方が判れば他方は決まるために、原子番号を省略して質量数だけを付け $^\backslash !\backslash mathbf$ と表記されることもある。中性子数は、質量数と原子番号の差から求められるが、明示する場合や、初学者向けなどで丁寧に表記する場合には、中性子の数を右下に添えて $\_6^\backslash !\backslash mathbf\_6$ のように表記される。

核異性体では、寿命が永いものはそのままで、寿命が短いものにmetastable(メタステーブル、準安定状態の)という意味から"m"という文字を質量数のあとに付けて表記し、テクネチウム99mを例にとれば $\_^\backslash !\backslash mathbf\_$ のように表記される。核異性体が3つ以上あるときは、寿命が短いものから順にm1、m2、m3が付けられる安斎育郎著『放射線と放射能』ナツメ社 2007年2月14日初版発行 ISBN 9784816342554。

◆ 特定の関係にある核種

特定の元素にはさまざまな核種があるが、中性子の違いによりこれらは同位体と呼ばれる。英語圏では、核種()という呼び名が国際的に定着する(1950年代)以前は、漫然と同位体()という言葉が使われていた。質量数の等しく原子番号の異なる核種は同重核()と呼ばれていた。同中性子体()は、中性子の数が等しく原子番号の異なる核種を示す言葉である。日本語圏では、現在でも核種という呼び名は定着しておらず、元素や同位体という言葉で表す核種もある。核種の合成を元素合成と呼ぶ、放射性核種を放射性同位体と呼ぶ、など。

核異性体()は、同じ原子番号と同じ質量数をもつが、エネルギー状態が異なり長寿である特定の核種の原子核である。例えば、テクネチウム99には2つの核異性体が存在する。

◆ 放射性核種の種類

自然には270の安定した核種と70の不安定な核種が存在する。不安定な核種には放射性があり、放射性核種と呼ばれる。これらの崩壊生成物は放射生成核種()と呼ばれる。

天然の放射性核種には3つの種類がある。第1は、半減期(T_1/2)が少なくとも地球の年齢(約46億年)の10%に達するものである。これらは太陽系の形成以前の恒星にて生じた原子核合成の残りかすである。例えば、ウラン238(T_1/2=4.5×10⁹)は天然に存在するが、ウラン235は(T_1/2=0.7×10⁹)は138倍も稀少である。第2はラジウム226(T_1/2=1602)であり、これはウラン235やトリウム232の放射性崩壊の連鎖により形成される。第3は炭素14といった核種で、より重い核種の宇宙線による核破砕反応により生じる。1,000以上の核種が人工的に生成されている。

◆ 出典・注記

◆ 関連項目

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◆ 外部リンク

・[外部リンク] 核種の一覧(国立核種資料センター)

・[外部リンク] 核種の詳細(韓国原子力エネルギー研究所)

・[外部リンク] 詳細!周期系(ウェブ元素.com)

・[外部リンク] 普遍的な核種の一覧(核工学郷)

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