主な同位体[ 1  ]

崩壊 同位体 同位体 半減期（ t 1/2 ） モード 製品 28 Si ^92.2% 安定 29 Si ^4.67% 安定 30 Si ^3.07% 31 Si stable ^微量 2.62 h β − 31 ^P ^32 Si ^微量 157 y 32 P β^− ^32P
Standard atomic weight Ar°(Si)
	[28.084, 28.086][2] 28.085±0.001 (abridged)[3]
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Silicon (₁₄Si) has 25 known isotopes, with mass number ranging from 22 to 46. ²⁸Si (the most abundant isotope, at 92.24%), ²⁹Si (4.67%), and ³⁰Si (3.07%) are stable. The longest-lived radioisotope is ³²Si, which occurs naturally in tiny quantities from cosmic ray spallation of argon. Its half-life has been determined to be approximately 157 years; it beta decays with energy 0.21 MeV to ³²P, which in turn beta-decays, with half-life 14.269 days to ³²S; neither step has gamma emission. After ³²Si, ³¹Si has the second longest half-life at 157.2 minutes. All others have half-lives under 7 seconds.

A chart showing the relative abundances of the naturally occurring isotopes of silicon.

List of isotopes

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核種 [ n 1 ]	Z	N	同位体質量 ( Da ) [ 4 ] [ n 2 ] [ n 3 ]	半減期[ 1 ] [ n 4 ]	崩壊 モード[ 1 ] [ n 5 ]	娘 同位体 [ n 6 ]	スピンと パリティ[ 1 ] [ n 7 ] [ n 4 ]	天然存在比 （モル分率）
	励起エネルギー							標準比[ 1 ]	変動範囲
^22 Si	14	8	22.03611(54)#	28.7(11) ms	β ^+ , p (62%)	^21 Mg	0+
					β ^+ (37%)	^22 Al
					β ^+ , 2p (0.7%)	^20 Na
^23 Si	14	9	23.02571(54)#	42.3(4) ms	β ^+ , p (88%)	^22 Mg	3/2+#
					β ^+ (8%)	^23 Al
					β ^+ , 2p (3.6%)	^21 Na
^24 Si	14	10	24.011535(21)	143.2 (21) ms	β ^+ (65.5%)	^24 Al	0+
					β ^+ , p (34.5%)	^23 Mg
^25 Si	14	11	25.004109(11)	220.6(10) ms	β ^+ (65%)	^25 Al	5/2+
					β ^+ , p (35%)	^24 Mg
^26 Si	14	12	25.99233382(12)	2.2453(7) s	β ^+	^26 Al	0+
^27 Si	14	13	26.98670469(12)	4.117(14) s	β ^+	^27 Al	5/2+
^92.2%	14	14	27.97692653442(55)	安定			0+	0.92223(19)	0.92205–0.92241
^4.67%	14	15	28.97649466434(60)	安定			1/2以上	0.04685(8)	0.04678–0.04692
^3.07%	14	16	29.973770137(23)	安定			0+	0.03092(11)	0.03082–0.03102
^微量	14	17	30.975363196(46)	157.16(20) 分	31 ^P	^32 Si	3/2+
^微量	14	18	31.97415154(32)	157(7) 年	31 ^P	^32 P	0+	2.62 h	宇宙線起源
^33 Si	14	19	32.97797696(75)	6.18(18) 秒	31 ^P	^33 P	3/2+
^34 Si	14	20	33.97853805(86)	2.77(20) 秒	31 ^P	^34 P	0+
^34m Si	4256.1(4) keV			<210 ns	IT	^34 Si	(3−)
^35 Si	14	21	34.984550(38)	780(120) ms	31 ^P	^35 P	7/2−#
					β ^− , n ?	^34 P
^36 Si	14	22	35.986649(77)	503(2) ms	β ^− (88%)	^36 P	0+
					β ^− , n (12%)	^35 P
^37 Si	14	23	36.99295(12)	141.0(35) ms	β ^− (83%)	^37 P	(5/2−)
					β ^− , n (17%)	^36 P
					β ^− , 2n?	^35 P
^38 Si	14	24	37.99552(11)	63(8) ms	β ^− (75%)	^38 P	0+
					β ^− , n (25%)	^37 P
^39 Si	14	25	39.00249(15)	41.2(41) ms	β ^− (67%)	^39 P	(5/2−)
					β ^− , n (33%)	^38 P
					β ^− , 2n?	^37 P
^40 Si	14	26	40.00608(13)	31.2(26) ms	β ^− (62%)	^40 P	0+
					β ^−、n (38%)	^39 P
					β ^− , 2n?	^38 P
^41 Si	14	27	41.01417(32)#	20.0(25) ms	β ^−、n (>55%)	^40 P	7/2−#
					β ^− (<45%)	^41 P
					β ^− , 2n?	^39 P
^42 Si	14	28	42.01808(32)#	15.5(4 ( stat ), 16 ( sys )) ms [ 5 ]	β ^− (51%)	^42 P	0+
					β ^−、n (48%)	^41 P
					β ^−、2n (1%)	^40 P
^43 Si	14	29	43.02612(43)#	13(4 ( stat ), 2 ( sys )) ms [ 5 ]	β ^− , n (52%)	^42 P	3/2−#
					β ^− (27%)	^43 P
					β ^− , 2n (21%)	^41 P
^44 Si	14	30	44.03147(54)#	4# ms [>360 ns]	β ^−？	^44 P	0+
					β ^−、n？	^43 P
					β ^− , 2n?	^42 P
^45 Si [ 6 ]	14	31	45.03982(64)#	4# ms			3/2−#
^46 Si [ 6 ]	14	32
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1. ^m Si – 励起核異性体
2. ( ) – 不確かさ（ 1σ）は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されています。
3. # – #でマークされた原子質量：値と不確かさは、純粋に実験データからではなく、少なくとも部分的に質量面（TMS）の傾向から導出されています。
4. # – #でマークされた値は、純粋に実験データからではなく、少なくとも部分的に隣接核種（TNN）の傾向から導出されています。
5. 崩壊モード：

   IT：	異性体遷移
   n：	中性子放出
   p：	陽子放出

6. 太字の記号は娘原子 – 娘原子は安定です。
7. ( ) スピン値 – 弱い帰属引数を持つスピンを示します。

シリコン-28

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シリコンの最も豊富な同位体であるシリコン28は、高濃度の場合、量子コンピュータの構築において特に興味深いものです。シリコンサンプル中の²⁹ Siの存在は量子デコヒーレンスに寄与するためです。^{[ 7 ]極めて純度の高い（99.9998%を超える） 28} Siサンプルは、シランガスからの²⁸ Siの選択イオン化と蒸着によって生成できます。^{[ 8 ]}この方法で得られる極めて高い純度のため、アボガドロ計画では、同位体の93.75 mm（3.691インチ）の球を作成し、サンプル中の原子の正確な数を決定することで、キログラムの新しい定義を開発しようとしました。 ^{[ 9 ] [ 10 ]}

シリコン28は、アルファ過程と酸素燃焼過程の間に恒星で生成され、大質量星が超新星爆発する直前にシリコン燃焼過程を促進します。^{[ 11 ] [ 12 ]}

シリコン29

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シリコン29は、核スピンがゼロではない（I = 1/2）唯一の安定シリコン同位体として注目されています。 ^{[ 13 ]}そのため、核磁気共鳴や超微細遷移の研究に利用することができ、例えば純粋なシリコンにおけるいわゆるA中心欠陥の特性を研究することができます。^{[ 14 ]}

シリコン34

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シリコン34は半減期が2.8秒の放射性同位体です。^{[ 1 ]}通常のN  = 20閉殻に加えて、この原子核は強いZ = 14閉殻構造を示し、二重魔法球状原子核 のように振る舞います。ただし、反転島の上に2つの陽子も位置している点が異なります。^{[ 15 ]}シリコン34は珍しい「バブル」構造を持ち、2 s _1/2陽子軌道は基底状態ではほとんど空であるため、陽子分布は表面付近よりも中心部で密度が低くなります。これは、ほぼ満たされている³⁶ Sとは異なります。 ^{[ 16 ] [ 17 ]}シリコン34は既知のクラスター崩壊放出粒子の1つであり、 ²⁴² Cmの崩壊で生成され、分岐比は約1 × 10 ^-16です。^{[ 18 ]}

参照

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シリコン以外の娘核

• リンの同位体
• アルミニウムの同位体
• マグネシウムの同位体
• ナトリウムの同位体

参考文献

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1. Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」 (PDF) . Chinese Physics C . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
2. 「標準原子量：シリコン」 . CIAAW . 2009
3. プロハスカ、トーマス；イルゲハー、ヨハンナ；ベネフィールド、ジャクリーン；ベルケ、ジョン・K；チェッソン、レスリー・A；コプレン、タイラー・B；ディン、ティピン；ダン、フィリップ・JH；グルーニング、マンフレッド；ホールデン、ノーマン・E；マイヤー、ハロ・AJ (2022-05-04). 「元素の標準原子量2021（IUPAC技術報告書）」 . Pure and Applied Chemistry . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 
4. Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). 「AME 2020 原子質量評価 (II). 表、グラフ、参考文献*」. Chinese Physics C. 45 ( 3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
5. Crawford, HL; Tripathi, V.; Allmond, JM; et al. (2022). 「中性子ドリップラインに向けてN  = 28を越える：FRIBにおける半減期の初測定」 . Physical Review Letters . 129 (212501) 212501. Bibcode : 2022PhRvL.129u2501C . doi : 10.1103/PhysRevLett.129.212501 . PMID 36461950. S2CID 253600995 .  
6. 吉本昌弘、鈴木博、福田直樹、武田博之、清水洋平、柳沢善之、佐藤博美、日下健介、大竹正雄、吉田幸一、道正真一郎 (2024). 「中性子過剰シリコン同位体^45,46 Siの発見」 .理論・実験物理学の進歩. 2024 (10). オックスフォード大学出版局 (OUP). doi : 10.1093/ptep/ptae155 . ISSN 2050-3911 . 
7. 「シックスナインを超えて：超濃縮シリコンが量子コンピューティングへの道を開く」 . NIST . 2014年8月11日
8. Dwyer, KJ; Pomeroy, JM; Simons, DS; Steffens, KL; Lau, JW (2014年8月30日). 「半導体量子コンピューティングのための28 Siの99.9998%を超える濃縮」 . Journal of Physics D: Applied Physics . 47 (34) 345105. doi : 10.1088/0022-3727/47/34/345105 . ISSN 0022-3727 . 
9. Powell, Devin (2008年7月1日).「世界で最も丸い物体が誕生」 . New Scientist . 2015年6月16日閲覧
10. キーツ、ジョナサン. 「より完璧なキログラムを求めて」 . Wired . 第19巻、第10号. 2023年12月16日閲覧.
11. ウースリー、S.; ヤンカ、T. (2006). 「コア崩壊型超新星の物理学」. Nature Physics . 1 (3): 147–154 . arXiv : astro-ph/0601261 . Bibcode : 2005NatPh...1..147W . CiteSeerX 10.1.1.336.2176 . doi : 10.1038/nphys172 . S2CID 118974639  
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13. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (第2版). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
14. Watkins, GD; Corbett, JW (1961-02-15). 「照射シリコンの欠陥. I. Si-A中心の電子スピン共鳴」 . Physical Review . 121 (4): 1001– 1014. Bibcode : 1961PhRv..121.1001W . doi : 10.1103/PhysRev.121.1001 . ISSN 0031-899X . 
15. Lică, R.; Rotaru, F.; Borge, MJG; Grévy, S.; Negoiţă, F.; Poves, A.; Sorlin, O.; Andreyev, AN; Borcea, R.; Costache, C.; De Witte, H.; Fraile, LM; Greenlees, PT; Huyse, M.; Ionescu, A.; Kisyov, S.; Konki, J.; Lazarus, I.; Madurga, M.; Mărginean, N.; Mărginean, R.; Mihai, C.; Mihai, RE; Negret, A.; Nowacki, F.; Page, RD; Pakarinen, J.; Pucknell, V.; Rahkila, P.; Rapisarda, E.; Şerban, A.; Sotty, CO; Stan, L.; Stănoiu, M.; Tengblad, O.; Turturică, A.; Van Duppen, P.; Warr, N.; Dessagne, Ph.; Stora, T.; Borcea, C.; Călinescu, S.; Daugas, JM; Filipescu, D.; Kuti, I.; Franchoo, S.; Gheorghe, I.; Morfouace, P.; Morel, P.; Mrazek, J.; Pietreanu, D.; Sohler, D.; Stefan, I.; Şuvăilă, R.; Toma, S.; Ur, CA (2019年9月11日). 「Mg 34 および Al 34 のβ崩壊で占有される Si 34 の通常配置と侵入配置」 . Physical Review C. 100 ( 3) 034306. arXiv : 1908.11626 . doi : 10.1103/PhysRevC.100.034306
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17. Mutschler, A.; Lemasson, A.; Sorlin, O.; Bazin, D.; Borcea, C.; Borcea, R.; Dombrádi, Z.; Ebran, J.-P.; Gade, A.; Iwasaki, H.; Khan, E.; Lepailleur, A.; Recchia, F.; Roger, T.; Rotaru, F.; Sohler, D.; Stanoiu, M.; Stroberg, SR; Tostevin, JA; Vandebrouck, M.; Weisshaar, D.; Wimmer, K. (2017年2月). 「二重魔法数34Si核における陽子密度バブル」. Nature Physics . 13 (2): 152– 156. arXiv : 1707.03583 . doi : 10.1038/nphys3916 .
18. Bonetti, R.; Guglielmetti, A. (2007). 「クラスター放射能：20年後の概要」(PDF) . Romanian Reports in Physics 59 : 301– 310. 2016年9月19日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。

外部リンク

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• バークレー研究所同位体プロジェクトのシリコン同位体データ