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ベリリウム8

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/10/24 06:41 UTC 版)

ベリリウム8
トリプルアルファ反応では、⁸Beは⁴Heが¹²Cに核融合する中間に位置する。
核種の一覧
概要
名称、記号	ベリリウム8,⁸Be
中性子	4
陽子	4
核種情報
天然存在比	0
半減期	(6.7 ± 1.7) × 10^-17秒
親核種	⁸B (β⁺) ¹²B (β^-,α)
崩壊生成物	⁴He
同位体質量	8.00530510(4) u
スピン角運動量	0+
余剰エネルギー	4941.67± 0.04 keV
崩壊モード	崩壊エネルギー
⁴He	0.0937 MeV

ベリリウム8 (Beryllium-8・⁸Be) とは、ベリリウムの同位体の1つ。

不安定性

⁸Beは、極めて不安定なベリリウムの放射性同位体である。その半減期は(6.7±1.7)×10^-17秒である。同重体である他の核種と比較しても、例えば隣同士である⁸Liと⁸Bは、⁸Beより安定な事が予測されるが、さらに1つ飛んで、陽子2個に対し中性子が6個という中性子過剰核である⁸Heでも0.1秒以上の半減期を持つことからも、⁸Beは極めて不安定である事が分かる^{[注 1]}^{[注 2]}。なお、同重体の中では⁸Cは2.0×10^-21秒と、⁸Beより更に不安定であるが、これは⁸Cが中性子が2個なのに対して陽子6個という陽子過剰核であるからである^[1]^{[注 3]}。

⁸Beとの半減期の比較^[1]
	質量数
	7	8	9
He	2.9×10^-21秒	0.1190秒	7×10^-21秒
Li	安定	0.8403秒	0.1783秒
Be	53.22日	6.7×10^-17秒	安定
B	3.50×10^-22秒	0.770秒	8.00×10^-19秒
C	（未発見）	2.0×10^-21秒	0.1265秒

⁸Beがこれほど不安定なのは、陽子と中性子がそれぞれ4個ずつという原子核の構造によるものである。これはすなわち2個の⁴Heによって構成されていることを示す。⁴Heは陽子と中性子がそれぞれ2個ずつであり、これは魔法数を二重で満たすために安定な魔法核となる。そのため、⁸Beはアルファ崩壊、すなわち2個の⁴Heに分裂することによって崩壊する^[1]。

なお、⁸Beの親核種には⁸Bと¹²Bがある。⁸Bは陽電子放出によって、¹²Bはその1.6%がアルファ崩壊とベータ崩壊が同時に起こって⁸Beに崩壊する。しかし、⁸Beが極めて不安定であるため、中間体である⁸Beを抜かし、直接複数の⁴Heに崩壊すると説明されることもある^[1]。

トリプルアルファ反応との関連

上記の通り⁸Beは極めて不安定な核種であるが、トリプルアルファ反応の中で重要な地位にある核種である。全ての恒星は核融合によってエネルギーを発生させている。しかしやがて核融合が行われている恒星中心部の水素が消費尽くされると、恒星の中心部が自己重力で収縮する。そして恒星の中心部の温度が1億K以上になると、陽子-陽子連鎖反応やCNOサイクルによって生成されたヘリウムが核融合を起こす。このとき、2個の⁴Heが核融合して生ずる⁸Beは、6.7×10^-17秒という短い半減期をもって再び2個の⁴Heにすぐ崩壊してしまう^[2]。