안정 원소

3. 원시 핵종

원시 핵종은 태양계 형성 초기에 생성되어 현재까지 지구에 남아있는 핵종을 의미한다. 251개의 안정 핵종과 35개의 장수명 방사성 핵종(반감기 1억 년 이상)을 합쳐 총 286개의 원시 핵종이 존재한다.^[4] 대표적인 원시 핵종으로는 우라늄-238, 토륨-232, 칼륨-40 등이 있다.

화학 원소 중 주석은 10개의 안정 동위 원소를 가지고 있다.^[5] 또한, 자연 발생 원소 중 약 31개의 핵종은 태양계의 나이(약 10⁹년 이상)보다 긴 반감기를 가진 불안정한 동위 원소를 가지고 있다. 4개의 추가 핵종은 태양계의 나이보다 훨씬 짧지만, 일부가 생존할 수 있을 만큼 긴 1억 년 이상의 반감기를 가지고 있다. 이 35개의 방사성 자연 발생 핵종은 '방사성' 원시 핵종을 구성한다.

원시 핵종 중 하나는 탄탈륨-180m이며, 반감기가 10¹⁵년을 초과할 것으로 예측되지만 붕괴가 관찰된 적이 없다. 텔루륨-128은 2.2 × 10²⁴년의 더 긴 반감기를 가지며, 방사성 딸핵종 제논-128을 감지하는 독특한 방법으로 측정되었으며, 실험적으로 측정된 가장 긴 반감기이다.^[4]

다음은 원시 핵종을 가진 원소들을 나타낸 표이다.

4. 안정 동위 원소와 방사성 동위 원소를 가진 원소 목록

주기율표에서 처음 82개의 원소 중 80개는 안정적인 동위 원소를 가지고 있다.^[5] 비스무트는 전통적으로 가장 무거운 안정 동위 원소로 여겨졌지만, 2003년 프랑스 오르세의 연구원들이 비스무트-209의 반감기가 임을 측정했다.^[1][2] 테크네튬과 프로메튬(각각 원자 번호 43, 61)과 82보다 큰 원자 번호를 가진 모든 원소는 방사성 붕괴를 통해 붕괴되는 동위 원소만 가지고 있다. 아직 발견되지 않은 원소는 안정적일 것으로 예상되지 않으므로, 납은 가장 무거운 안정 원소로 간주된다.

화학 원소 중 주석만이 10개의 안정 동위 원소를 가지고 있다. 5개는 7개, 7개는 6개, 11개는 5개, 9개는 4개, 5개는 3개, 16개는 2개, 26개는 1개의 안정 동위 원소를 가지고 있다.^[5]

또한, 자연 발생 원소 중 약 31개의 핵종은 태양계의 나이(약 10⁹년 이상)보다 긴 반감기를 가진 불안정한 동위 원소를 가지고 있다. 4개의 추가 핵종은 태양계의 나이보다 훨씬 짧지만, 일부가 생존할 수 있을 만큼 긴 1억 년 이상의 반감기를 가지고 있다. 이 35개의 방사성 자연 발생 핵종은 '방사성' 원시 핵종을 구성한다.

118개의 화학 원소가 존재하는 것으로 알려져 있다. 94번 원소까지는 자연에서 발견되며, 나머지 발견된 원소는 인공적으로 생성되며, 모든 동위 원소는 비교적 짧은 반감기를 가진 고도로 방사성 동위 원소이다.^[5] 이 중 3개의 원소(비스무트, 토륨, 우라늄)는 반감기가 지구에서 여전히 발견될 수 있을 만큼 길기 때문에 원시 원소이며, 나머지 모든 원소는 방사성 붕괴에 의해 생성되거나 실험실 및 원자로에서 합성 원소로 합성된다.

4. 1. 짝수 원자 번호 원소

4. 2. 홀수 원자 번호 원소

4. 3. 원시 동위 원소가 없는 원소