水素の同位体
水素には、プロチウム（1H）、重水素（2H）、トリチウム（3H）という3つの主要な同位体がある。これらの同位体は自然界に存在する。プロチウムと重水素は安定しています。トリチウムは放射性物質で、半減期は約12年である。科学者たちは他にも4つの水素同位体（4H to7 H）を作りましたが、これらの同位体は非常に不安定で、自然には存在しません。
水素の主要な同位体は、名前が付いている唯一の同位体であるという点でユニークである。これらの名前は現在でも使われている。しかし、国際純正・応用化学連合は、これらの名称がよく使われているにもかかわらず、あまり好ましく思っていません。他にも、放射能を研究していた頃は、独自の名前を持っていた同位体があります。しかし、現在ではその名前は使われていません。
最も安定した水素の3つのアイソトープ
プロチウム(水素-1)
プロチウムは、水素の中で最も多い同位体です。宇宙に存在する水素の99.98％以上を占めています。原子核に陽子が1個しかないことから、プロチウムと名付けられました。原子質量は1.00782504(7)uです。プロチウムの陽子は観測では一度も崩壊していないので、科学者はプロチウムが安定した同位体であると考えている。素粒子物理学の新しい理論では、陽子が崩壊することが予測されているが、この崩壊は非常に遅い。陽子の半減期は1036年と言われています。もし陽子の崩壊が本当なら、安定していると言われている他のすべての原子核は、実は観察上安定しているだけ、つまり安定しているように見えるだけなのです。最近の実験では、もし陽子崩壊が起こるとすれば、その半減期は6.6×1033年になるという。
水素の最も一般的な同位体であるプロチウム。中性子を持たない唯一の同位体であるため、特別な存在である。
重水素(水素-2)
重水素（2HまたはD）は、水素の安定同位体の一つである。この同位体は、1つの陽子と1つの中性子を持っている。地球上の水素原子の約0.0026～0.0184％を占めています。重水素は、地球上の水素ガスには少なく、海水に多く含まれている（0.015％、150ppm）。重水素は放射性物質ではなく、生物に害を与えることはありません。重水素は水分子を形成することもできる。プロチウムの代わりに重水素を持つ水は重水と呼ばれています。
トリチウム(水素-3)
トリチウム（3H）は、水素の中で最も安定した放射性同位体である。つまり、水素の放射性同位体の中で、トリチウムは最も放射性が低い。トリチウムは、原子核内に陽子1個と中性子2個を持っています。トリチウムはβマイナス崩壊して、ヘリウム3に変化する。半減期は12.32年である。トリチウムは、大気上層部のガスと宇宙線の相互作用によって自然に生成される。また、核兵器の実験でも生成されます。トリチウムと重水素は、星のD-T核融合で使われ、大量のエネルギーを放出します。
質問と回答
Q: 水素の主な同位体はいくつあるのですか?
A:水素の主な同位体は、プロチウム、重水素、三重水素の3つです。
Q: プロティウムと重水素は安定な同位体ですか?
A:はい、プロトニウムと重水素は安定した同位体です。
Q: トリチウムの半減期は何年ですか?
A: トリチウムは放射性物質で、半減期は約12年です。
Q: 科学者は他に何種類の水素同位体を作ったのですか?
A: 科学者は4つの水素同位体（4H～7H）を作り出しました。
Q: これら4つの水素同位体は天然に存在するのですか?
A: いいえ、これらの同位体は非常に不安定なため、自然には存在しません。
Q:水素の主な同位体にはどのような特徴があるのですか?
A:水素の主要な同位体は、名前を持つ唯一の同位体であるため、ユニークです。
Q: 重水素と三重水素にはそれぞれ記号があるのですか?
A:はい、重水素と三重水素は独自の記号を持つことがあります: しかし、国際純正・応用化学連合は、よく使われているにもかかわらず、これらの名称をあまり好まないようです。
