2026-06-05 中国科学院（CAS）
◆クラスター放射能とは、原子核が複数の核子からなる塊（クラスター）を放出して崩壊する現象であり、最も一般的な例はヘリウム4原子核（α粒子）の放出である。研究では、自然界に存在する偶偶核（陽子数・中性子数とも偶数）の全同位体を対象に、普遍崩壊則（Universal Decay Law）を用いて体系的解析を実施した。その結果、12種類のα崩壊候補を特定し、中でもハフニウム176は半減期が約2.79×10^18年と予測され、観測の有力候補とされた。また、より重いクラスター放射能では、二重魔法数核であるカルシウム48を放出するオスミウム186が注目され、半減期予測値が探索可能な範囲に入る唯一の候補であることが示された。これらの核種が実験的に確認されれば、極低崩壊エネルギー領域における半経験的崩壊理論の検証に重要なデータを提供すると期待される。
＜関連情報＞
- https://english.cas.cn/newsroom/research-news/202606/t20260605_1161322.shtml
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269326004120
偶偶核天然同位体におけるクラスター放射能の予測 Prediction for cluster radioactivity in even-even naturally occurring isotopes
W.Q. Zhang, C. Qi
Physics Letters B Available online: 20 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.physletb.2026.140559
Abstract
For the first time, a systematic investigation of cluster radioactivity in all even-even naturally occurring isotopes is performed by employing the universal decay law (UDL). Based on the calculated half-lives and the adopted criterion TUDL1/2＜1030yr, twelve α-emitting candidates are suggested, with 176Hf being the shortest-lived case (TUDL1/2=2.79×1018 yr). The systematic analysis presented in this work reveals that: (1) the known and predicted natural α emitters below Z=82serve as a stringent benchmark for semiempirical decay laws in the extremely low-Q regime, and (2) naturally occurring isotopes offer a distinct advantage in rare-event searches, despite their much longer expected half-lives than those of non-natural isotopes. For heavier cluster decays, among those nuclei with N ≤ 126, only the doubly magic 48Ca emission from 186Os gives a half-life within the 1030-yr limit. In contrast, for 230,232Th and 234,238U with N > 126, the TUDL1/2 values for many cluster-emission channels fall within this limit. These findings provide promising candidate cluster emitters among naturally occurring isotopes and therefore motivate future experimental searches.
