放射性崩壊とは? わかりやすく解説

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ほうしゃせい‐ほうかい〔ハウシヤセイホウクワイ〕【放射性崩壊】

読み方:ほうしゃせいほうかい

放射性元素原子核が、自然に粒子電磁波放出して、他の原子核に変わる現象α崩壊β崩壊γ崩壊知られる放射性壊変放射壊変原子核崩壊

「放射性崩壊」に似た言葉

放射性崩壊

英訳・(英)同義/類義語:radioisotope decay

放射性同位元素放射線出して崩壊し別の元素になること。
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現象や動作行為に関連する概念:  接着因子  放出  放卵  放射性崩壊  日周期活動  日和見感染  明順応

放射性崩壊

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2023/03/08 07:59 UTC 版)

放射性崩壊(ほうしゃせいほうかい、: radioactive decay)または放射性壊変(ほうしゃせいかいへん)、あるいは放射壊変(ほうしゃかいへん)とは、構成の不安定性を持つ原子核放射線α線β線γ線)を出すことにより他の安定な原子核に変化する現象の事[注 1]。放射性物質が放射線を出す原因はこの放射性崩壊である。

概要

原子核は+電荷を持つ陽子と電荷を持たない中性子で構成されており、これら陽子と中性子を総称として核子と呼ぶ。原子核の核子と核子はごく近い距離では引力が働き核子同士を結びつけるが、陽子同士の間には電磁気力として長距離的な斥力が働いているため、陽子と中性子のバランスによっては原子核は不安定性を抱えてしまう。原子は、その原子核の不安定性を解消するため放射性崩壊(: radioactive decay)という原子核の崩壊現象を起こして安定な構成の原子に変化する。なお、放射性崩壊に際しては放射線が放出される。

放射性の原子が安定した原子に変化するためにとる崩壊で最もよく見られるのはベータ崩壊である[注 2]。 しかしながら、ベータ崩壊は原子核の核子の数を変化させないため、核子の数が多すぎるために原子核が不安定となっている場合はベータ崩壊だけでは安定にはなれず、2個の陽子と2個の中性子からなるヘリウム原子核 4He (アルファ粒子)を放出する崩壊であるアルファ崩壊で安定になろうとする[2]

種類

アルファ崩壊(α 崩壊)

原子核がヘリウム原子核を放出する放射性崩壊を言う。放出されるヘリウム原子核をアルファ線(α 線)と呼ぶ。ヘリウム原子核は陽子2個と中性子2個からなるため、放出を行った原子は、もともとの陽子の数と中性子の数がそれぞれ2個減った原子に変化する。

核分裂反応の1つとして認識されることもある(例:226Ra222Rn)。発生メカニズムは量子力学としてはトンネル効果として説明される[3]。これは量子力学における基本的な問題の井戸型ポテンシャルの問題である。

ベータ崩壊(β 崩壊)

原子核の核子(陽子または中性子)が他の核子に変化する放射性崩壊の総称を言う。主に、原子核の中性子が陽子に変化する崩壊(β-崩壊)を指す。この β- 崩壊においては電子が放出されるが、この放出される電子のことをベータ線(β 線)と呼ぶ。

ベータ崩壊の種類

ベータ崩壊の種類としては大別して、

  1. 中性子が陽子に変化するもの、β-崩壊(陰電子崩壊)
    この崩壊では原子核が自発的に電子 e- を放出し、1個の中性子 n が陽子 p+ に変換される。この過程は

放射性崩壊

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/02/25 09:27 UTC 版)

トンネル効果」の記事における「放射性崩壊」の解説

放射性崩壊とは不安定原子核粒子エネルギー放出して安定原子核へと変化する過程である。この過程粒子原子核内から外へトンネリングすることにより生じている(電子捕獲場合電子は外から内へトンネリングしている)。量子トンネル初め適用された例であり、初めての近似でもある。放射性崩壊は宇宙生物学上も重要である。ハビタブルゾーン外で日光十分に届かない領域(たとえば深海底)で生物長期間渡って生存できる環境が放射性崩壊、ひいては量子トンネリングによって実現される可能性指摘されている。

※この「放射性崩壊」の解説は、「トンネル効果」の解説の一部です。
「放射性崩壊」を含む「トンネル効果」の記事については、「トンネル効果」の概要を参照ください。

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