放射性崩壊について解説します。放射性崩壊の3種類
・α崩壊
・β崩壊
・γ崩壊
についてまず説明します。
α崩壊
不安定な原子核がα線を放出して安定した原子核に変化しようとする現象です。
上図に示すようにα崩壊によりα線を放出した原子核は質量数4、原子番号2の減少が起こります。
β崩壊
不安定な原子核がβ線(電子)を放出して安定した原子核に変化しようとする現象です。
β崩壊とは、原子核中に中性子が陽子より多く存在する場合に起きる現象です。β崩壊によりβ線を放出した原子核は質量数に変化は見られませんが原子番号が1つ増加します。中性子の多い原子核は安定な状態に変化しようとし、β線(電子)を放出します。そして、中性子を陽子に変化させるのです。そのため、原子番号が1つ増えます。
γ崩壊
α崩壊、β崩壊により不安定(励起状態)となった原子核が安定した状態(基底状態)に変化する現象です。γ崩壊後の原子核に質量数、原子番号の変化はありません。
不安定な原子核が安定な原子核に変化するまでに何回α崩壊・β崩壊が起きるか、過去問を元に解説します。
<過去問>
トリウムTh(原子番号90/質量数232)が鉛Pb(原子番号82/質量数208)に壊変するまでに起こる壊変の回数の正しい組み合わせはどれか。
α壊変の回数 β⁻壊変の回数
(1) 5 3
(2) 5 4
(3) 6 3
(4) 6 4
(5) 6 5
[解説]
トリウムの原子核がα崩壊、β崩壊をしながら鉛の原子核に変化する式は以下のようになります。
ここから、以下2式を導きだせます。
質量数に着目:232=4X + 208
原子番号に着目:90=2X + (-1)y + 82
これを計算し、α崩壊は6回、β崩壊は4回起きることが分かります。
よって答えは(4)です。
関連としてγ壊変の反跳核エネルギーについても理解しましょう。↓