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研究者はどのようにして1つの同位体を同じ要素の異なるものに変更できますか?

研究者は、核変換と呼ばれるプロセスを通じて、1つの同位体を同じ要素の別の1つに変更できます 。これには、原子の核内の中性子の数を変更することが含まれます。これがどのように機能しますか:

核伝達の方法:

* 中性子爆撃: これは最も一般的な方法です。 標的原子に中性子が砲撃され、1つ以上の中性子を吸収します。これにより、原子質量が増加し、より重い同位体が生成されます。

* 例:

*¹⁴N +¹n→¹⁵N(窒素-14は中性子を吸収して窒素-15になります)

* 陽子爆撃: 中性子爆撃と同様ですが、代わりに陽子が使用されます。これにより、原子数が増加し、潜在的に異なる要素が作成されます。

* 例:

*¹⁴N +¹h→¹o(窒素-14はプロトンを吸収して酸素-15になります)

* アルファ粒子爆撃: アルファ粒子(ヘリウム核)を使用して、周期表に2つの場所の元素の同位体を作成できます。

* 例:

*²⁷al +⁴he→³⁰p +¹n(アルミニウム-27はアルファ粒子を吸収してリン-30になります)

* ベータ崩壊: これは、核内の中性子がプロトン、電子、および抗腸膜に崩壊する自然なプロセスです。これにより、原子番号が1つ増加し、1つの同位体を別の同位体に効果的に変換します。

* 例:

*¹⁴C→¹⁴N +⁰− −β +ν̅(炭素-14はベータ崩壊を受けて窒素-14になります)

* 電子キャプチャ: これは、原子の内側シェルからの電子が核によって捕獲され、プロトンと組み合わさって中性子を形成するプロセスです。これにより、原子番号が1つ減ります。

* 例:

*⁴⁰k +⁻¹e→⁴⁰ar +ν̅(カリウム-40は電子捕獲を受けてアルゴン-40になります)

キーポイント:

* 核反応: 核変換には、核の組成を変化させる核反応が含まれます。

* 放射能: 多くの核トランスマットには、放射性同位体が含まれます。

* 原子炉および粒子加速器: これらの施設は、核伝達に必要な条件を作成するために使用されます。

アプリケーションの例:

* 医療同位体の生産: 診断と治療に使用される多くの医療同位体は、核伝達を通じて生成されます。

* 放射性デート: 炭素-14の年代測定は、核変換のプロセスである炭素-14の放射性減衰に依存しています。

* 新しい要素の生産: 核変換は、新しい元素の合成に不可欠です。

核変換は核科学の強力なツールであり、研究者が新しい同位体を作成し、原子核の特性を研究することができます。

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