【天文】天文学の時間測定に関わる「タリウム205」の珍しい崩壊を初観測　猛毒の扱いを工夫し40年越しに成功 [すらいむ★]

**すらいむ ★** · 2024/12/07(土) 22:05:29.24

天文学の時間測定に関わる「タリウム205」の珍しい崩壊を初観測　猛毒の扱いを工夫し40年越しに成功

　寿命末期の恒星から宇宙空間に放出された物質である「分子雲」は、太陽のような新たな恒星の原料物質となります。
　分子雲が形成された後、太陽として集合するまで宇宙空間を漂っていた時間は数千万年であったと言われています。
　これはいくつかの種類の原子核（同位体）の量を分析することによって導き出されましたが、最も正確に計算するには「鉛205」と呼ばれる原子核の量を測る必要があります。
　正確な量の測定のためには、普段は安定しているものの、電子を全て剥がして原子核が剥き出しになった時のみ生じる「タリウム205」の「束縛状態β（ベータ）崩壊（Bound-state β decay）」を観察する必要があります。

（以下略、続きはソースでご確認ください）

sorae 宇宙へのポータルサイト　12/7(土) 16:02
https://news.yahoo.co.jp/articles/3cfaf30b5b85b344cc35fe5d5c62466adb34df76

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 02:15:12.15

> 束縛状態β崩壊を測定する最も簡単な手段はイオン化した原子核を直接生成する方法ですが、
> タリウム205でそれを実行するには、猛毒の蒸気を発生させてイオンビームを生成するという、
> 明らかに危険な手段を取るしかありません。

想像するだけで心臓がキュンと縮む

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 09:32:21.20

原子核がその周囲に電子を1個でもまとっていると、
タリウム205はβ崩壊をしないということなのかな？

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 10:22:11.25

鉛205は電子捕獲するんだから、当たり前

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 18:12:54.85

タウリン1000mg

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 18:34:26.51

＞タリウム205は通常の環境では崩壊せず安定してますが、電子を全て剥がして裸の原子核にすると、鉛205へと崩壊する非常に珍しい性質を示すと考えられています。

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 19:01:33.05

コーヒーに

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 20:48:20.86

こうやって珍しい崩壊パターン試してるうちに、周りの物質を連鎖的に崩壊させる様な変な反応が起きたりして？

研究所が消滅！？

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 21:46:56.29

タリウムと言えばプロテクター

**名無しのひみつ** · 2024/12/08(日) 22:59:20.61

タリウムの中性子がβ崩壊して，陽子と電子ニュートリノと電子になる。ニュートリノはどこかに行ってしまう。
そうして原子核の電荷が1つ増えてタリウムは鉛になる。
β崩壊で生じた電子はたぶんエネルギーが高いのでやはりどこかに飛んでいってしまうのだろう。
タリウムの回りに軌道電子が1個でもあれば、中性子のβ崩壊が抑圧されるという理由がわからない。

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 06:59:10.53

>>10
逆
原子核内の中性子は通常安定でβ崩壊しない
この原則は中性子がやたら多いとかの特殊な状態では破れる
裸の205Tl原子核もその一つ

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 09:13:59.00

どう逆なのか？結局タリウムの中性子が1個β崩壊して陽子になって原子番号が1つ上がって鉛になる
のじゃないのか？　疑問なところは、1個の軌道電子（S軌道で原子核の内部にも若干の存在確率がある）
があれば、その崩壊が抑圧されるというところが、どうしてだろうね、不思議だなということなんだが。

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 10:13:20.86

>>12
＞原子核内の中性子は通常安定でβ崩壊しない
と書いただろ
安定核種の205Tｌが崩壊しないのは本来当たり前のこと
イオンのエネルギーがどうなってるかも勉強しろよ

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 10:21:59.11

>>10
自分もそこらへんがよく分からんなあ
逆反応のEC壊変が抑制されるので平衡定数がずれる、みたいな表現ならまだイメージしやすいんだが…

しかも、英語版Wikipediaを見ると205Tl81+から205Pb81+へ束縛状態β－崩壊すると書いてあり、205Pb82+ではない
つまりβ-崩壊で出た電子はどこかに飛んでいってしまうのではなく軌道上に捕獲されて1個電子が残ってるわけで、
これで逆反応のEC壊変が起こらないというのは何か矛盾しているような気がして理解しがたい

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 10:29:27.67

あと実験的なことで言うと、さんざん危険なRIなんかを扱ってるだろうにタリウムの化学的毒性を気にしてるのが理解不能
イオンビームの作成に必要な量なんて化学的には微量だろうに

何か杓子定規的な安全規制の存在とか、物理屋と化学屋の感性の違いみたいなのを感じる

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 15:42:40.75

>>10
>>4

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 20:30:58.87

>>14
裸の原子核と中性原子で205Pbと205Tlのどちらが安定であるかが入れ替わるってことじゃないか
中性原子では205Tlが安定で裸の原子核では205Pの方が安定

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 20:31:44.66

>>17
205Pbね

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 22:06:46.75

>>16
それは205Pb82+がECを起こさない説明にはなってるが、205Tl81+が束縛状態β崩壊を起こして205Pb81+になることの説明にはなってない
>>17
4のレスに釣られて変なことを書いてしまったが、まあそういうことだとは思う
なぜそうなるのかが分からんということ

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 22:20:20.66

また谷垣さんが

**名無しのひみつ** · 2024/12/09(月) 23:28:05.92

>>19
なんだ、馬鹿か

**名無しのひみつ** · 2024/12/10(火) 00:51:51.59

>>19
束縛状態β崩壊とはβ崩壊で出た電子が原子の外まで飛び出さずに原子の周りに束縛されたままになること
つまり最終状態の電子のエネルギーがより低いつまり違った結果になる反応だからどちらの原子核が安定かも変わってくることもある

**名無しのひみつ** · 2024/12/10(火) 17:01:05.73

なんだかなあ
色量子力学までいかなくてもイオンのエネルギー状態から定性的な理解はできそうなものなのに

**名無しのひみつ** · 2024/12/10(火) 19:24:15.01

>>23
色量子力学が関係するのか
詳しく解説頼む

**名無しのひみつ** · 2024/12/11(水) 20:59:31.36

>>23
基本は>>4なんでECの逆のβ-崩壊なんか起きるわけないんだが、イオンの極端なエネルギー状態によってはエネルギー
差が逆転してβ-崩壊になる可能性があったが、それを量子色力学で計算できるわけもねーので実験に頼ったってことな

もしβ-崩壊が起きても束縛状態になることまで、エネルギー差に関する定性的議論だけで明らか

**名無しのひみつ** · 2024/12/12(木) 00:41:10.36

スレタイだけ読んでタリウム205って安定同位体じゃなかったっけ？と思ったら
電子全部引っぺがすと崩壊すんのか

しかし放射性崩壊って原子核の性質だから基本的に周りの電子の状態には
左右されないと思いきや場合によってはこういうこともあるんだな
前にも放射性核種の原子の電子状態を変えることで半減期を変化させたみたいな
ニュースがあったっけな

**名無しのひみつ** · 2024/12/12(木) 07:22:07.45

>>26
単独の中性子はβ崩壊するんだから原子核に一杯集めた時に安定が破れることがあるってのは格別不思議じゃない
だけど強い相互作用と弱い相互作用が絶妙に「調整」されてるので安定核種が存在できて人類も誕生したわけだ

**名無しのひみつ** · 2024/12/13(金) 20:22:53.54

>>26
日本でもC60にベリリウムを入れて半減期が変わったってのをやってた

**名無しのひみつ** · 2024/12/13(金) 22:29:55.94

軌道電子捕獲や束縛状態β崩壊は始状態や終状態に電子軌道が関与するから、化学結合とかで軌道に影響があると半減期に影響が出るのはおかしくはないな。

フラーレン内包ベリリウムも軌道電子捕獲で崩壊する核種。

**名無しのひみつ** · 2024/12/14(土) 12:36:49.19

原子炉とかを使わなくても
核反応が起こせるものなんですね

それじゃあ常温核融合や三菱重工の発表も
眉唾じゃないかもしれない？
https
://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/421/421050.pdf

**名無しのひみつ** · 2024/12/17(火) 10:14:18.91

三重水素もイオンになると崩壊寿命が変わるのかな？

【天文】天文学の時間測定に関わる「タリウム205」の珍しい崩壊を初観測 猛毒の扱いを工夫し40年越しに成功 [すらいむ★]

【天文】天文学の時間測定に関わる「タリウム205」の珍しい崩壊を初観測　猛毒の扱いを工夫し40年越しに成功 [すらいむ★]