同位体

🧠 同位体isotope 同位体（isotope）isotope（同位体） は陽子数が同じため同じ元素 element 元素（element） element（元素） として振る舞う一方、中性子数が違うため質量と核安定性が異なる。¹²

同じ元素・異なる核種

同位体isotope 同位体（isotope）isotope（同位体） は原子番号 atomic number原子番号（atomic number） atomic number（原子番号）$Z$が同じで、中性子数$N$と質量数$A$が異なる核種である。核種表記では元素記号 element symbol 元素記号（element symbol） element symbol（元素記号） と下付き$Z$が共通し、上付き$A$が変わる。中性原子なら電子数も同じなので、化学的性質はおおむね似る。

安定同位体と放射性同位体

核子の組合せが安定なら自然に崩壊しないが、不安定な同位体 isotope 同位体（isotope） isotope（同位体） は放射性同位体 radioisotope (radioactive isotope) 放射性同位体（radioisotope (radioactive isotope)） radioisotope (radioactive isotope)（放射性同位体） として放射性崩壊する。化学的に似ていても、質量差による反応速度 reaction rate 反応速度（reaction rate） reaction rate（反応速度） の差や、核スピン spinスピン（spin） spin（スピン）・磁気モーメントmagnetic moment 磁気モーメント（magnetic moment）magnetic moment（磁気モーメント） の差はありうる。

トレーサーとしての意味

放射性同位体radioisotope (radioactive isotope) 放射性同位体（radioisotope (radioactive isotope)）radioisotope (radioactive isotope)（放射性同位体） を安定元素 element 元素（element） element（元素） と同じ生化学経路へ組み込めば、放出放射線を手掛かりに物質移動を追跡できる。これは放射性医薬品radiopharmaceutical放射性医薬品（radiopharmaceutical）radiopharmaceutical（放射性医薬品）の基本原理である。

💡 「同位体isotope同位体（isotope）isotope（同位体）」と「放射性同位体radioisotope (radioactive isotope)放射性同位体（radioisotope (radioactive isotope)）radioisotope (radioactive isotope)（放射性同位体）」は同義ではない。同位体isotope 同位体（isotope）isotope（同位体） には安定核種も含まれる。

まとめ

• 同位体isotope 同位体（isotope）isotope（同位体） は$Z$が同じで$N$と$A$が異なる。
• 電子構造electronic structure 電子構造（electronic structure）electronic structure（電子構造） が似るため化学的性質は近いが、核安定性は異なる。
• 放射性同位体radioisotope (radioactive isotope) 放射性同位体（radioisotope (radioactive isotope)）radioisotope (radioactive isotope)（放射性同位体） は、同じ化学挙動を利用したトレーサー tracer トレーサー（tracer） tracer（トレーサー） になりうる。