第5章:原子物理学(5)原子核崩壊と原子核反応

こんにちは<Frank>です。

日本人がノーベル賞を受賞された時に聞いた言葉<ニュートリノ>
が登場します。今日で参考図書は読了です。

1.自然放射性崩壊
自然放射性崩壊とは、不安定な原子核が自発的に崩壊し、他の元素
や放射線(α線、β線、γ線)を放出する現象を指します。原子核が
安定していない場合、崩壊してより安定な状態になろうとします。
これが自然放射性崩壊です。

1)α崩壊
  2個の陽子と2個の中性子からなるヘリウム原子核(α粒子)
  を放出する崩壊です。崩壊前と後で原子番号は2つ減り、質量
  数は4減少します。

2)β崩壊
  中性子が陽子に変わり、電子(β粒子)とニュートリノを放出す
  る過程です。これにより、原子番号が1つ増加しますが、質量
  数は変わりません。

3)γ崩壊
  原子核がエネルギーを放出して、より低いエネルギー状態に移
  る際にγ線を放出します。これは電磁波であり、原子番号や質量
  数に変化はありませんが、エネルギーが放出されます。

2.半減期
半減期とは、放射性物質の原子核が崩壊して元の量が半分になるま
での時間のことです。各放射性同位体ごとに異なる特有の半減期を
持ちます。

例えば、放射性物質の量が最初に100%あった場合、1つの半減期が
経過すると50%が残り、2つの半減期が経過すると25%、さらに3つ
の半減期が経過すると12.5%が残るというように減少していきます。

半減期は原子核の種類によって決まっており、自然に放射線を放出
しながら崩壊するため、外部から干渉することなく時間とともに減
少していきます。この性質を利用して、放射性同位体の年代測定な
どが行われます。

3.質量・エネルギー等価式
質量とエネルギーは同等のものであることを示す式が質量・エネル
ギー等価式です。アインシュタインの特殊相対性理論に基づくこの
式は以下のように表されます。

𝐸 = 𝑚𝑐2

ここで、

1)𝐸 はエネルギー
2)𝑚 は質量
3)𝑐 は光の速度(約3.00 × 108 m/s)

です。

この式は、物質の質量が巨大なエネルギーに変換できることを示し
ています。原子核反応や崩壊において、質量がエネルギーに変換さ
れ、その結果、放射線や熱としてエネルギーが放出されます。核分
裂や核融合反応の際にエネルギーが大量に発生するのは、この質量
欠損(質量の一部がエネルギーに変換される現象)が原因です。

また参考図書の1ページから復習し、練習問題も入れながら深掘り
していきます。

【Remarks】
Special thanks to Pixabay for free photos.

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Frank

■ 兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■ goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■ 趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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