ベリリウム10

ベリリウム10 (¹⁰Be) は、ベリリウムの放射性同位体である。地球の大気中においては、主に窒素と酸素が宇宙船により核破砕されることにより生成される^[1][2][3]。ベリリウム10の半減期は1.39 × 10⁶年であり^[4][5]、ベータ崩壊により最大エネルギーが556.2 keVである安定したホウ素10に崩壊する。ベリリウム10は ¹⁰Be→¹⁰B + e⁻ という反応で崩壊する。大気中の軽元素は高エネルギーの銀河宇宙線粒子と反応する。反応生成物の破枠は¹⁰Be (nまたはpのようなt, u粒子) :

¹⁴N(t,5u)¹⁰Be; 例: ¹⁴N(n,p α)¹⁰Be

¹⁶O(t,7u)¹⁰Be

の発生源である。

太陽活動の変化を示すグラフ。ここには、太陽活動と反比例して変化する¹⁰Be濃度の変化も含まれる（グラフにおいてはベリリウムのスケールは反転しているため、このスケールにおける増加はベリリウム10の減少を意味する）。

ベリリウムは、pH5.5未満の溶液中に存在する傾向があるため（多くの工業地帯の雨水はpHが5未満になることがある）、溶解して雨水を介して地表に運ばれる。降水が急速にアルカリ性になるとベリリウムは溶液から出る。これにより宇宙線起源の¹⁰Beは土壌表面に蓄積され、比較的半減期が長い (138.7万年) ため、¹⁰Bに崩壊するまで長い時間滞留する。

¹⁰Beとその娘核種は、土壌侵食、レゴリスからの土壌生成、ラテライトの土壌の発達および氷床コアの年代を調べるために使われている^[6]。また、核爆発における高速中性子と空気中の二酸化炭素中の¹³Cとの反応により生成されるため、核実験場における過去の活動の歴史的指標の1つである。¹⁰Be崩壊は、地球のサンプルから過去の太陽と太陽系外の特性を特徴づけるために宇宙線生成核種（英語版）のプロキシデータ（英語版）測定値として使用される重要な同位体である^[7]。

ベリリウム10の生成速度は太陽の活動に依存する。太陽活動が低いとき（黒点の数が少なく太陽風が弱いとき）、末端衝撃波面を超えて存在する宇宙線に対する障壁が弱まる(en:Cosmic ray#Cosmic-ray flux参照)。これは、より多くのベリリウム10が生成され、数千年後に検出される可能性があることを意味する。したがって、ベリリウム10は774-774年の炭素14の急増など、ミヤケ・イベント（英語版）のマーカーとして機能する可能性がある。また、気象に影響を与える可能性がある^[8] (ホーマー極小期（英語版）参照)。

関連項目

• 表面露出年代測定
• ベリリウム#同位体および元素合成

出典

1. G.A. Kovaltsov; I.G. Usoskin (2010). “A new 3D numerical model of cosmogenic nuclide ¹⁰Be production in the atmosphere”. Earth Planet. Sci. Lett. 291 (1–4): 182–199. Bibcode: 2010E&PSL.291..182K. doi:10.1016/j.epsl.2010.01.011.
2. J. Beer; K. McCracken; R. von Steiger (2012). Cosmogenic radionuclides: theory and applications in the terrestrial and space environments. Physics of Earth and Space Environments. 26. Physics of Earth and Space Environments, Springer, Berlin. doi:10.1007/978-3-642-14651-0. ISBN 978-3-642-14650-3
3. S.V. Poluianov; G.A. Kovaltsov; A.L. Mishev; I.G. Usoskin (2016). “Production of cosmogenic isotopes ⁷Be, ¹⁰Be, ¹⁴C, ²²Na, and ³⁶Cl in the atmosphere: Altitudinal profiles of yield functions”. J. Geophys. Res. Atmos. 121 (13): 8125–8136. arXiv:1606.05899. Bibcode: 2016JGRD..121.8125P. doi:10.1002/2016JD025034.
4. G. Korschinek; A. Bergmaier; T. Faestermann; U. C. Gerstmann (2010). “A new value for the half-life of ¹⁰Be by Heavy-Ion Elastic Recoil Detection and liquid scintillation counting”. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 268 (2): 187–191. Bibcode: 2010NIMPB.268..187K. doi:10.1016/j.nimb.2009.09.020.
5. J. Chmeleff; F. von Blanckenburg; K. Kossert; D. Jakob (2010). “Determination of the ¹⁰Be half-life by multicollector ICP-MS and liquid scintillation counting”. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 268 (2): 192–199. Bibcode: 2010NIMPB.268..192C. doi:10.1016/j.nimb.2009.09.012. http://gfzpublic.gfz-potsdam.de/pubman/item/escidoc:239521.
6. Balco, Greg; Shuster, David L. (2009). “²⁶Al-¹⁰Be–²¹Ne burial dating”. Earth and Planetary Science Letters 286 (3–4): 570–575. Bibcode: 2009E&PSL.286..570B. doi:10.1016/j.epsl.2009.07.025. オリジナルの2015-09-23時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20150923184215/http://www.bgc.org/shuster/BalcoShuster(2009b)_Al_Be_Ne_burial_dating.pdf 2012年12月10日閲覧。.
7. Paleari, Chiara I.; F. Mekhaldi; F. Adolphi; M. Christl; C. Vockenhuber; P. Gautschi; J. Beer; N. Brehm et al. (2022). “Cosmogenic radionuclides reveal an extreme solar particle storm near a solar minimum 9125 years BP”. Nat. Commun. 13 (214): 214. Bibcode: 2022NatCo..13..214P. doi:10.1038/s41467-021-27891-4. PMC 8752676. PMID 35017519. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8752676/.
8. Philip Ball (Dec 19, 2001). “Flickering sun switched climate”. Nature. doi:10.1038/news011220-9.