放射性崩壊の種類

問題

放射性崩壊の主な崩壊モードは、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 崩壊、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 崩壊、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 異性体転移(英:isomeric transition)、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 核分裂の4種類である。

また、ベータ崩壊はさらにβ^-崩壊（陰電子崩壊）、β⁺崩壊（陽電子崩壊）、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 捕獲とに別けられる。これらの崩壊プロセスのうち、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 崩壊では核の質量数が常に 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 減少し、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 崩壊や 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 異性体転移では質量数が変化しない。

このため、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 核分裂（人為的な核分裂も含む）を除く崩壊では質量数を4で割った余りが同じままとなり、この 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 によって核種を 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 つの系列に分類することができる。これは、いかなる核種でもいずれかの系列に分類可能であることを意味する。



自然界で見られるものは、これら系列（ファミリー）のうち主に3種類であり、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 系列、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 系列（ラジウム系列）、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 系列と呼ばれる。これらは4つの系列のうちの3つであり、 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 の異なる3種類の 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 同位体に至って崩壊を終える。

各同位体の質量数は、それぞれ「 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 」、「 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 」、
「 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 」と表現できる。長寿命の開始同位体 ²³²Th, ²³⁸U および ²³⁵U の3核種は地球の形成時から存在し、²⁴⁴Pu 前駆体(precursor)も地球上にごく微量ながら見られてきた。

第4の系列は質量数が「 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 」と表現される 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 系列であり、開始核種である ²³⁷Np が地球の年齢に比べてはるかに短寿命な同位体であることから、最後の律速段階を除いてはすでに消滅している系列である。

その他にも ¹⁴C のように、より短い系列が多く存在する。地球上では、それら開始同位体の多くが 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 線によって生成され、人工的には 1 2 3 4 5 自発 アルファ 核 余り ベータ 鉛 宇宙 アクチニウム ウラン ネプツニウム 原子力 安定 電子 トリウム 4n 4n+1 4n+2 4n+3 発電の副産物として生成されている。

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