200以上 核反応 原子番号 質量数 変化 334060-核反応 原子番号 質量数 変化

原子核がこのような過程で原子番号が1だけ大きく質量数は変わらない別の核種になることを、β 崩壊という。放出される β 線と反ニュートリノのエネルギーの和は、崩壊前後の原子核のエネルギーの差原子と化学反応 1eV 16×10−19 J 2H 2 O 2 → 2H 2 O480 kJ/mol 480×103 J 602×1023 80×10−19 J 50eV 化学結合や化学反応は電子の組み替え 原子核は少しも変化しない原子番号は じだが，原子核中の中性子の数が異なるため質量数の異なる原子ど うしを，互いに（ 位体（ｱｲｿﾄｰﾌﾟ） ）であるという。 例）水素の 位体には質量数1の1h と，2の2h，3の3h が存在する。 位体は（ 質量 ）は異なるが，その化学的な（ 性質

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核反応 原子番号 質量数 変化

核反応 原子番号 質量数 変化-核反応 原子番号の変化 質量数の変化 1 （n，p） －1 0 2 （γ，n） 0 ＋1 3 （n，γ） 0 －1 4 （p，n） ＋1 －1 5 （d，n） ＋1 0このエネルギーは核力がクーロン力よりも強力なので核力の微小変化でも莫大なエネルギー授受が生じます． 1905年に物理学者アルバート・アインシュタインが特殊相対性理論を発表しました． この理論で最も重要な公式がE=mc 2 です． これは化学反応を

第2章 どうやって放射線が出てくるのかについて考えよう 放射線について考えよう

原子核反応によって生まれたエネルギーEが、質量mに光速cの2乗をかけたものになる と示したのです。 これを 質量とエネルギーの等価関係 と言います。減った質量がすべてエネルギーに変化するので、根本的に質量とエネルギーは同じ価値を持つことを表している のですね。質量欠損が，原子核の結合で観測でき，原子の結合で観測できないのも，このエネルギーのオーダーの差である。 原子番号 Z ，質量数 A ，質量 m の原子核の質量欠損 Δm を，公式の形で示せば， Δm ＝ Zm p ＋ (A － Z) m n － m となる。 原子核物理の基礎（3）核反応 (03) ATOMICA ＜概要＞ 原子炉物理の理解のための前提条件として原子と 原子核 についての基本的な知識と、原子 核 から放出される 放射線 と物質の相互作用について知ることが必要である。 この分野を原子核物理と

原子核反応の過程 一般にa粒子を原子核Aに衝突させたとき、b粒子が放出され原子核Bが残ったとするとa＋A＝B＋b＋Qとか、簡単にA(a, b)Bと書き、核反応式という。前記の反応の例についていえば である。この式の両辺において左下の添字は原子番号または電気量、左上は原子質量数で、ともに反応の前後でそれぞれの和は保存する。5．1 核変換とは 核変換という現象は核融合炉のみならず，原子炉などの 中性子照射環境下で使われる材料中で多かれ少なかれ必ず 起こる特徴的な現象である．中性子に関わる核反応を式と して表すと 反応は数MeV以上のエネルギーを持った高速中性子 （1）これら原子核を質量数ごとにわけ、質量数を関数として収率をプロットしたものである。通常、収率の合計が0％となるように規格化する。 2) 多核子移行反応 原子核どうしを衝突させる場合に生じる核反応機構のひとつ。

2 1 原子核の基本的性質 は否定された． 核種は，元素記号xの左肩に質量数，左下に原子番号，右下に中性子数を添え てa zxn のように表記するが，中性子数を省略して a zx，さらに原子番号を省略 してaxと書くことも多い．たとえば，238 92u146， 238 92u， 238u．また，これらの2 核反応の基本的特徴 1 標的となる原子核(大きさ10−14m) が原子(大きさ10−10m) に比べて非常に 小さいために，核反応は一般には非常に起こりにくい． 2 核反応の前後で陽子数（＝電荷），中性子数，質量数，運動量（ベクトル），よってQ値はMi：原子iの質量とすると 反応後の運動エネルギーはおのおのの質量の比で与え また、原子核の個数Nの時間変化は、 を崩壊定数とすると、 144 1 T t m = = L≈ 演習問題2－4 半減期1602年のラジウムRa（質量数226、 原子番号）の

用語解説 排出放射性物質影響調査について

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放射性元素 の 原子核 が γ線 を放出する現象。 このとき、もとの原子核の 原子番号 や 質量数 は変化しない。原子番号が小さなところでは、陽子の数と中性子の数は確かにほぼ同じですが、原子番号が大きくなるにつれて、中性子が多めになってきます。そのことは、質量数 = 原子番号 × 2 の直線を引いてみるとよくわかります。右に行けば行くほど、その直線から 原子番号が1つ増加、質量数は変化しない。 ・β改変 陽子過剰核種 で起こる。 陽子→中性子 に変化。その際に 陽電子と中性微子 を放出する。 ニュートリノ） 原子番号が1つ減少、質量数は変化しない。 放出された陽電子の消滅に伴い、 消滅放射線 が発生する。 ・軌道電子捕獲（EC） 陽子過剰核種 で起こる。

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Z 個の電子を伴った中性原子の質量を，原子核の質量数a と原子番号（陽子数）z を用い てm(a,z)で表すことにする．この表し方を用いると，中性子の質量はm n =m(1,0)，水 素原子の質量はm h =m(1,1)，原子質量単位の基準となる中性炭素原子の質量はm(12c)= m(12,6)である．4 核反応断面積（原子核断面積） 核反応断面積の単位 全断面積 励起関数 核反応による原子番号および質量数の変化 照射時間と生成放射能 5 無担体放射性核種の調整法 3 ジェネレータ 1 ジェネレータの親核種と娘核種 ジェネレータある原子核に、大きなエネルギーを持った別の原子核や中性子などが衝突すると、原子核が変化することがあります。このような反応を 原子核反応 と言います。今回は、 原子核反応 における 原子番号z 、 質量数a に成り立つ関係式について解説しましょう。

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第2節 原子核とエネルギー

り、原子核の原子番号と質量数はともに変化しない。一部の核異性体転移では、ガンマ線が出る代わりに軌道 電子にエネルギーを与えてはじき出す。これを内部転換という。 電子の持つエネルギー E = Eex −Eb (10) {Eex 原子核の励起エネルギー原子核は陽子と中性子で構成さ れ，両者を核子と言う。陽子数が同じで中性子数が異な る原子があり，これを同位体と言う。陽子数が同じ原子 の集合を元素，陽子数と中性子数が同じ原子の集合を核 種と呼ぶ。電子の質量は核子の約1/00 と小さいの核反応とエネルギー 9 Q (n, γ)反応における原子核の反跳エネルギーE Aを 光子エネルギー(MeV)と原子核の質量数(u)の形で導け *相対論は考えなくて良い A 光子と粒子のエネルギーと運動量が保存されるので = = ℎ𝜈 𝑐 𝐸γ 𝑐 =𝑀𝑣→ 𝐸A 1 2 𝑀𝑣2= 1 2

急激に膨れる原子核 理化学研究所

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ガンマ崩壊 （ガンマほうかい、 gamma decay ）、 γ崩壊 は、 励起 された 原子核 が ガンマ線 を放出して崩壊する 放射性崩壊 。 ガンマ崩壊は、 アルファ崩壊 や ベータ崩壊 と違い、 核種 が変わらない、つまり、 原子番号 や 質量数 が変わらない崩壊である。生成する原子核の質量数は不変だが、原子番号は1つ小さい（z1）原子核の励起状態（複合核状態）が形 成される。 µ n (z, a) n' ((z1), a)* ν 図1に示すように、 z 原子核のミューオン原子核捕獲反応では、z1 原子核の複合核励起状態から複数個の放出される放射線はガンマ線であり、原子核の原子番号と質量数はともに変化しない。 99m Tc → 99 Tc γ (T 1/2 =601h) 一部の核異性体転移では、ガンマ線が軌道電子にエネルギーを与えてはじき出す。 これを内部転換という。

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核分裂反応では、原子核が二つに分裂し、さらに中性子を放出することから、質量数、原 子番号ともに変化する。詳細については、第5 章で説明する。 中性子と原子核 の相互作用 散乱 弾性散乱 非弾性散乱 その他 (n, 2n)反応など 吸収 放射捕獲 核分裂 その他 核反応式は質量数(核子数)と陽子(原子番号)の和が一定に保たれます。 化学反応式に慣れていると、少し難しく感じるかもしれませんね。 この実験は蒸気の凝結作用を用いて荷電粒子の飛跡を検出する "霧箱"という装置で確認されました。1 原子と原子核 物質の最小単位を原子という。原子については、原子核と電子で構成されており、原子核は正電荷をもつ陽子と電荷を持たない中性子で構成されている。 原子は、陽子の数により番号が振

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変化の要因は 質量の変化と似ていますが、決定的に違う事は 核分裂ですね。 核分裂反応が起ると 多大のエネルギ−を放出して 質量は減少します。 しかし 核分裂ですから、原子は2つに（3っつになることはない？）分裂して 原子の数は2倍になります。原子の化学的性質は限氏番号 z によって決まる。z は原子核 内の陽子の数に相当し、同時に中性原子の軌道電子数と一致 する。原子の質量数a とz との差az は原子核内の中性子の 数になる。zが同じで aが異なるものどうしを同位元素又は同位 体と言う原子番号 (atomic number) 核子 (nucleon) 質量数 (mass number) 単位 核子は小さいので， 質量は原子質量単位 u を用いて表すこ とも多い．1u は，炭 素12 6 C 原子1 個の 質量の1/12 で， 1 u = 166 2410 kg である． の構造で区別されていて，原子は原子核と電子からできている．そして，原

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質量数が多くなるとクーロン斥力 が強くなるため、それを弱めるため に核力を強くする必要があり、中 性子数が相対的に増える。 質量数が増すほど安定な原子核 のn/zの比が大きくなり、z=84以上 においては安定な原子核は存在し なくなる。

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第1章 原子と原子核の中身について考えよう 放射線について考えよう

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