放射性同位体の壊変図式とは? わかりやすく解説

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放射性同位体の壊変図式

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2018/07/20 02:11 UTC 版)

壊変図式」の記事における「放射性同位体の壊変図式」の解説

それらの関係は複雑に込み入っている事もあるので、まずは簡単な例から示そう: コバルトの同位体であるコバルト60(60Co)の壊変図式を示す。60Coは電子放出して崩壊し (ベータ崩壊)、半減期5.26年で励起状態の60Niになり、その崩壊過程極めて短い時間の間に2回のガンマ崩壊起こす壊変図式直交座標系考えると非常に便利である。縦軸エネルギー表しており、下から上へと上昇していく。横軸陽子数を表しており、左から右へと増加していくと考えることが出来る。ガンマ線(縦の矢印)はガンマ崩壊時に放出されるガンマ線エネルギー表しており、ベータ線斜めの矢印)はベータ崩壊時に放出されるベータ線最大エネルギー表している。 ニッケルコバルト右側にあるが、ニッケル陽子数は28であり、コバルト27よりも1つ多い。これはベータ崩壊において、1つ中性子1つ陽子変化しその結果陽子数が1つ増えているわけである。陽電子放出するベータ崩壊詳細β+崩壊参照)や、後述アルファ崩壊においては斜めの矢印右から左へと向い、これらの場合陽子数は減少する壊変図式においてエネルギー保存しており、放出され粒子エネルギー運び去る。この為矢印は必ず(垂直または斜めに)上から下へと向かう。 ここで幾らか別の種類壊変図式見てみよう:198Au は、天然の金(197Au)に中性子照射することによって生成される。198Auはベータ崩壊により2つ励起状態経由するか、もしくは直接水銀の同位体である198Hgへと崩壊する。図において、水銀は金の右側にあるが、金の原子番号79であり、水銀80である。励起状態からは極めて短い時間2.5および23ピコ秒。1ピコ秒1兆分の1秒、すなわち10-12秒である)で最終状態へと崩壊する励起状態原子核通常極めて寿命短く崩壊はほとんどベータ崩壊直後に起こるが(上記参照)、テクネチウム励起状態比較長い寿命持っているこのような原子核の事を核異性体Nuclear isomer、または単にアイソマーという)。これはしばし準安定状態呼ばれる準安定状態英語表記meta stable頭文字mを取って次のように表記される99mTc )。そのガンマ崩壊が起こるまでの平均寿命は6.01時間である。 例えアルファ崩壊を例にする。マリ・キュリーによって発見されポロニウムは、210原子量を持つ。210Poは、ウラン系列属しその最後から2番目に位置し、それは安定鉛の同位体へと半減期138日で崩壊する。殆ど全ての場合崩壊は5.305MeVのアルファ粒子放出して起こるが、0.001%の確率α線エネルギーが低いことがある。この場合、206Pbの励起状態へと崩壊してしまい、そこからガンマ崩壊によって安定状態へと崩壊する

※この「放射性同位体の壊変図式」の解説は、「壊変図式」の解説の一部です。
「放射性同位体の壊変図式」を含む「壊変図式」の記事については、「壊変図式」の概要を参照ください。

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