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α壊変

【α壊変の表式】

α線はHeの原子核。

質量数の小さい原子核のうち、Heの原子核(α粒子)は核子当たりの結合エネルギーが非常に大きい。
(つまり、非常に安定と言える)

質量数の大きい原子核は分裂することによりエネルギーを放出し
より安定な状態になれるが、クーロン力や表面張力で分裂できない。

しかし、α粒子の結合エネルギーが大きいため、
エネルギー的には質量数の大きな核が
α粒子と残りの原子核に分裂し安定な状態になる場合がある。

α粒子は質量数や電荷が小さいので
クーロン力や表面張力の影響が小さく、分裂が可能。

上記のように、α粒子を放出しエネルギー的に安定な状態に転移することを
α壊変という。

226Raのα壊変:226Ra → 222Rn + 4He

壊変する前の核種を親核、壊変後の核種を娘核。

226Raから放出されるα線のエネルギーは4.8MeV。
α粒子が226Raの原子核内にあるとすると、そのときのクーロンエネルギーは約30MeV。
このクーロンエネルギーでは古典力学的にはα粒子は核外に放出されない。

α壊変の際、α粒子放出は量子力学のトンネル効果により生じる。

α壊変では2個の陽子と2個の中性子からなるα粒子が放出されるので
壊変の前後で質量数は4減り、原子番号は2減る。

ただし、α粒子を含めて考えると壊変の前後で陽子数の和と中性子数の和は変化しない。

α壊変:(A, Z) → (A-4, Z-2) + α

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日々、コンピューターとにらめっこしていた2010。
公の仕事に就くことを目指して教科書とにらめっこ2011,spring。
はたして2012は・・・

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