1。 核力とクーロン反発:
* 強い核力: この力は、核内で陽子と中性子を結合します。それは非常に強いですが、短い範囲があります。
* クーロン反発: 陽性に帯電している陽子は、電磁力のために互いに反発します。この力は強い核力よりも弱いが、より長い範囲を持っている。
バランス: より軽い核の場合、強い核力はクーロンの反発を克服するのに十分な強さであり、核を安定させます。ただし、プロトンの数が増加すると(原子数が高い)、クーロン反発はますます重要になります。最終的に、それは強い核力を圧倒し、核を不安定にします。
2。 中性子対プロトン比:
* 安定した核: 安定した核には、特定の中性子対プロトン比があります。 この比率は、原子数が増加すると変化します。
* 中性子に富む核: 陽子と比較して中性子が多すぎる核は不安定です。それらは、中性子の数を減らし、プロトンの数を増やすために腐敗を受ける傾向があります。
* 陽子が豊富な核: 陽子と比較して中性子が少なすぎる核も不安定です。それらは崩壊を経験して中性子の数を増やし、プロトンの数を減らします。
3。 エネルギーレベルと量子力学:
* 励起状態: 核はさまざまなエネルギー状態に存在する可能性があります。核が励起状態にある場合、それは不安定であり、エネルギーを放出することにより低エネルギー状態に崩壊する傾向があります。
* 量子力学: 量子力学の法則は、核レベルでの粒子の挙動を支配しています。これらの法律は、許可されたエネルギーレベルとこれらのレベル間の移行の確率を決定します。
放射性減衰の種類:
* アルファ減衰: 核はアルファ粒子(2つのプロトンと2つの中性子で構成されるヘリウム核)を放出し、原子数を2、質量数を4減らします。
* ベータ崩壊: 核内の中性子は、プロトン、電子(ベータ粒子)、および抗腸酸リーノに崩壊します。このプロセスにより、原子数が1増加し、質量数を変化させません。
* ガンマ崩壊: 励起状態の核は、ガンマ線(高エネルギー光子)を放出して、より低いエネルギー状態に移行します。これは、原子数や質量数を変更しません。
* その他の減衰モード: 陽電子放出、電子捕獲、自発的核分裂など、他の珍しい崩壊型が存在します。
要約、 原子核は、核内の力の不均衡、中性子対プロトン比、およびそのエネルギーレベルのために不安定であるため、崩壊します。この不安定性は、より安定した構成を実現することを目的とするさまざまな減衰プロセスにつながります。