放射性壊変

(R3.6, R2.7)

α壊変
β－壊変
β+壊変
軌道電子捕獲　EC壊変
核異性体転移 (IT)　
内部転換
特性X線の発生
オージェ電子

α壊変

(R4.20, R2.8.12,R1.6.31)

　(A，Z)　→　(A-4，Z-2)　+　α

・親核種からα粒子が飛び出す

・壊変条件
：Q＞0
　Q値＝｛M親－(m娘+α)｝×C²
　M親：親核種の質量　
　m娘：娘核種の質量　
　C：光速

・エネルギー保存則　
(R3.31)
　Q＝1/2×m_αv_α²　+　1/2×m_娘v_娘²

・運動量保存則　
(R4.12, R3.31)
　m_娘v_娘＝m_αv_α

・α粒子のエネルギーEα
　Eα＝1/2×m_αv_α²
　Eα＝m_娘 / (m_娘+m_α)×Q
→α線は線スペクトルのエネルギーをもつ
→Eαはトンネル効果(量子力学的説明)によってクーロン障壁を超える

・生成核の反跳エネルギーEb (R3.13)
　Eb＝m_α/ (m_娘+m_α)×Q
　　　＝(m_α/ m_娘)×E_α

・ガイガー・ヌッタルの法則　
　放出されるα粒子のエネルギーと崩壊定数の経験的関係を示す式
　短い半減期の核種からのα線エネルギー>長い半減期の核種からのα線エネルギー

β－壊変

　(R2.32)

　(A，Z)　→　(A，Z+1)　+　β^－

・弱い相互作用によっておこる
　中性子が「陽子」「β^－」「反ニュートリノ」になる

・壊変条件
：Q＞0，M_親＞m_娘
　Q値＝｛M_親－(m_娘+m_e)｝×C²

・β^－線の最大エネルギーE_β－max
　E_β－max：(M_親－m_娘)×C²
→β^－，反ニュートリノの角度・エネルギーは連続スペクトル

β+壊変

　(R2.32)

　(A，Z)　→　(A，Z-1)　+　β⁺

・弱い相互作用によっておこる
　陽子が「中性子」「β⁺」「ニュートリノ」になる

・壊変条件
：Q＞0，M_親-m_娘-2m_e＞0
　Q値＝｛M_親－(m_娘+2m_e)｝×C²

・β⁺線の最大エネルギーE_β+max
　E_β+max：(M_親－m_娘-2m_e)×C²
→β⁺，ニュートリノの角度・エネルギーは連続スペクトル

*β^－とは異なるスペクトル分布を示すので注意

軌道電子捕獲　EC壊変

(R4.8, R2.32,R1.12)

　(A，Z)　→　(A，Z-1)

・β⁺壊変と競合して起こる
　陽子が「軌道電子」を捕獲して「中性子」「ニュートリノ」になる

・結果として,電子の軌道に空席が生じる
→「特性X線放出」または「オージェ電子放出」が起こる

核異性体転移 (IT)　

(A，Z)^m　→　(A，Z)　+ γ線

内部転換

(R4.7, R3.9, R2.32)
・γ線を放出する代わりに軌道電子を放出する現象
　γ線放出との競合反応

・内部転換電子のエネルギーEe
　E_e＝E_γ－E_束
　E_γ：γ線エネルギー　
　E_束：軌道電子束縛エネルギー
→内部転換電子のエネルギーは一定のエネルギー，線スペクトル

　L殻内部転換電子のエネルギー＞K殻内部転換電子のエネルギー
→K殻の方が内部転換電子になりやすい

・内部転換係数
＝「内部転換電子放出数」÷「γ線放出数」
→0～∞までの値を取りうる
　内部転換は比較的重い核に多く起こる

放射性壊変の概要に関してはこちら↓
「対策ノート：放射性壊変と放射能-核分裂」

放射性壊変と放射能 / 核分裂

放射性壊変と放射能 (R4.1.4.13, R3.14(生物), R3.19, R1.2.3.4) ・放射能A　　A　＝　-dN/dt　＝　λ×N ・壊変定数λ 　λ　＝　loge2/T　＝　0.693/T 　T：半減期　...

特性X線の発生

　(R2.14)
　励起状態の原子が基底状態に戻るために放出する光子

・K特性X線
：K殻に生じた空位により生じた特性X線
　Kα，Kβなどがある
　K特性X線のエネルギー
＝K殻結合エネルギー－L殻結合エネルギー
　放出確率：Kα＞Kβ
　エネルギー：Kα＜Kβ

・特性X線のエネルギー
　K特性X線＞L特性X線
(K殻結合エネルギー>L殻結合エネルギー)