α崩壊

(あるふぁほうかい)
原子核がα粒子すなわちヘリウム原子核を放出して他の原子核に変化する現象。放射線の一つとしてα線があり、α線の正体はヘリウム原子から電子がはぎ取られた、裸の原子核である。これはα粒子とよばれ、陽子2個と中性子2個からなる原子核である。ある親核からα粒子が放出され娘核ができる崩壊の一例を示すと
【図】
(半減期は1590年)となる。これは質量数226のラジウムがα粒子を放出してラドン222に変わることを示している。α粒子は質量数が4、陽子数が2だから、α崩壊で質量数が4、原子番号が2減った原子核に変わる。
α崩壊がおこるのは、親核の結合エネルギーよりも、娘核とα粒子の結合エネルギーの和が大きい場合である。α崩壊がおこる確率は、親核の表面でα粒子が形成される確率と、α粒子と娘核とが分離できる確率の積で与えられる。後者はα粒子と娘核との間にはだかるクーロンポテンシャル障壁を透過する確率である。ポテンシャル障壁の頂上のエネルギーは、放出されるα粒子のエネルギーよりも大きい。
この場合、古典力学ではα粒子の透過が禁止されるが、微視的粒子の運動を記述する量子力学では、透過が可能となる。透過確率は、ポテンシャル障壁の大きさに強く依存する。実際、α粒子を放射する自然放射能系列の原子核の半減期は、10[▲10]年から10[▲-6]秒に至る値を示す。原子核 <池田清美>

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