はじめに

原子核は、核不安定性による放射能現象を示します。不安定な原子核は、放射線を生成することによってエネルギーを失います。 Henry Becquerel は 1896 年にこの出来事を観察しました。

少量のウラン化合物を黒い紙で包み、写真乾板の入った引き出しに入れました。これらのプレートをさらに検査した後、露出があったことが発見されました。この現象は放射性崩壊と呼ばれます。放射線を放出し、放射能を受ける元素または同位体は放射性です。これらのメモで、放射性崩壊の法則を詳しく見てみましょう。

放射性崩壊法とは?

不安定な原子核が原子核に自然崩壊して、よりエネルギー的に安定した原子核を生成することが放射能です。小さな質量がエネルギーに変わるとき、放射性崩壊はランダムで非常に確率的な一次プロセスです。

放射性崩壊の種類

放射性崩壊には 3 つのタイプがあります :

アルファ崩壊
ベータ崩壊
ガンマ減衰

アルファ崩壊

アルファ崩壊は、一部の不安定な原子核が自発的にアルファ粒子を放出して余分なエネルギーを散逸させる放射性崩壊の一種です。アルファ粒子は 2 つの正電荷と 4 単位の質量を持っているため、核からの放出により、正の核電荷と親の質量および質量よりも 2 単位小さい原子番号を持つ娘核が生成されます。その結果、Po-210 (質量数 210、原子番号 84、つまり 84 個の陽子) は、アルファ線放出 (原子番号 82) によって Pb-206 に崩壊します。

ベータ崩壊

陽子は、ベータ崩壊の放射性サンプルの核内で中性子に、またはその逆に変わります。放射性サンプルの原子核は、ベータ崩壊やアルファ崩壊などのプロセスを通じて可能な限り理想的な中性子/陽子比に近づけることができます。核はベータ粒子を放出します。ベータ粒子は、そうしている間、電子または陽電子のいずれかになります。陽子が中性子になることも、中性子が陽子になることも覚えておいてください。電荷保存の法則に従うために、電子と陽電子が生成されます。弱い相互作用はベータ崩壊を引き起こします。

ガンマ崩壊

ガンマ崩壊は、非常に高い周波数または非常に高いエネルギーの電磁放射を放出することにより、不安定な原子核を安定化させるために過剰なエネルギーを放出することです。原子に見られるさまざまなエネルギー準位に精通している可能性があります。原子核には、処理する独自のエネルギーレベルのセットがあります。

ガンマ崩壊は、高エネルギーの光子を放出することによって、より高いエネルギー準位からより低いエネルギー準位へ遷移する原子核の方法です。原子のエネルギー準位遷移エネルギーは MeV で測定されます。その結果、放出されたガンマ線は、X 線のように MeV オーダーの非常に高いエネルギーを持っています。

放射性崩壊の法則

原子核は原子より小さいサイズであり、電磁気力の大きさがあるため、放射性崩壊を予測することは不可能です。原子核は原子の中心に位置し、周囲の電子によって環境から保護されています。その結果、要素の環境に依存しない劣化の研究。

つまり、減衰率は、温度や圧力などの要素の物理的状態とは無関係です。特定の元素の崩壊または崩壊の速度は、存在する原子の数に比例し、活性は単位時間あたりの原子で測定されます。「A」が崩壊速度を表し、「N」が放射性原子の数を表す場合、直接的な関係は次のようになります。

A∝N

A=λN (数学的表現)

Aは番号を表します。放射性サンプルの単位時間あたりの崩壊

N は、サンプル内の粒子の総数を表します

λ は比例定数または定数減衰

結論

上記のメモでは、放射性崩壊の法則と放射性崩壊の種類について学びました。不安定な核から素粒子が失われると、放射性崩壊が起こり、不安定な物質がより安定した元素に変わります。アルファ放出、ベータ放出、陽電子放出、電子捕獲、およびガンマ放出は、5種類の放射性崩壊です。崩壊の各形態は、最終生成物を変更する個別の粒子を放出します。最初の元素が受ける崩壊または放出によって、娘核に見られる陽子と中性子の数が決まります。