수소 동위 원소

수소의 동위 원소에는 두 가지의 안정적인 동위 원소와 다섯 가지의 불안정한 동위 원소가 있다.

동위원소

수소-1 (경수소;¹H)

 이 부분의 본문은 경수소입니다.

수소-2 (중수소;²H)

 이 부분의 본문은 중수소입니다.

수소-3 (삼중수소;³H)

 이 부분의 본문은 삼중수소입니다.

삼중수소는 두개의 중성자와 한개의 양성자로 이루어져있으며, 항성의 핵융합현상의 중요한 역할을 한다. 그러나 지구에는 삼중수소가 매우 희귀하다.

수소-4 (⁴H)

 이 부분의 본문은 수소-4입니다.

수소-5 (⁵H)

 이 부분의 본문은 수소-5입니다.

수소-5는 굉장히 불안정하다. 핵은 한 개의 양성자와 네 개의 중성자로 이루어져있다. 수소-5는 연구소에서 합성되었으며, 삼중수소에 고속으로 움직이는 삼중수소의 핵이 충돌해서 생겨났다. 이러한 것을 통해, 삼중수소 핵이 두 개의 중성자를 다른 삼중수소 핵에서 끌어당긴다는 것을 알았고, 이가 곧 한 개의 양성자와 네 개의 중성자를 가지는 핵이 된다는 것을 알아냈다. 남은 양성자가 검출될 것이며, 수소-5의 존재를 추론할 수 있을 것이다. 이것은 이중 중성자 방출을 통해 10⁻²¹ 초의 반감기를 가지며 붕괴한다.

수소-6(⁶H)

수소-6은 삼중 중성자 방출을 통해 3×10⁻²² 초의 반감기를 가지며 붕괴한다.

수소-7(⁷H)

수소-7은 한 개의 양성자와 여섯 개의 중성자로 구성되어있다. 이것은 2003년 처음으로 RIKEN's RI Beam Science Laboratory에서 러시아인, 일본인, 프랑스인 과학자들의 단체에 의해, 수소와 헬륨-8이 충돌하면서 합성되었다. 이 반응의 결과로, 헬륨-8의 중성자들이 수소의 핵에 전달되었다. 두개의 남은 양성자들은 RIKEN telescope에 의해 발견되었다.

표

핵종 기호	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기	붕괴 방식	붕괴 생성물	핵 스핀	자연 존재비 (몰 분율)	존재 비율의 변동 범위 (몰 분율)
1H	1	0	1.00782503207(10)	안정			1⁄2+	0.999885(70)	0.999816-0.999974
2H	1	1	2.0141017778(4)	안정			1+	0.000115(70)	0.000026-0.000184
3H	1	2	3.0160492777(25)	12.32(2)y	β-	3He	1⁄2+	미량
4H	1	3	4.02781(11)	1.39(10)×10-22 s [4.6(9) MeV]	n	3H	2−
5H	1	4	5.03531(11)	>9.1×10-22 s ?	2n	3H	(1⁄2+)
6H	1	5	6.04494(28)	2.90(70)×10-22 s [1.6(4) MeV]	3n	3H	2−#
					4n	2H
7H	1	6	7.05275(108)#	2.3(6)×10-23s #	4n	3H	1⁄2+#

참고

• 동위 원소의 혼합 비율은 물(H₂O)의 혼합 비율이 기준임.
• 원자 질량과 동위 원소의 대부분은 오차 내에서 한정되어 있음. 주어진 범위는 자연계상의 평범한 물질에도 적용될 수 있음.
• 상업적으로 유통되는 물질은 부정확하거나 동위 원소 혼합비에 대한 자료가 없을 수 있음. 실제로 주어진 원자 질량과 혼합비는 오차가 있을 수 있음.
• 수소 탱크에는 ²H 가 적어도 3.2×10^-5 (몰수비) 정도 혼합되어 있음.
• # 표시가 된 값은 순수하게 실험에서 얻어낸 값이 아니라 부분적으로 자연계의 법칙에서 나온 것임. 약세 표시된 스핀 항목은 괄호에 싸여 있음.
• 각각의 값의 마지막 자리에 있는 괄호 안의 값은 불확실한 값이다. 불확실한 값은 표준편차를 의미하나, 동위 원소의 구성 비율과 표준 원자량은 IUPAC의 기준을 따랐다.