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27日

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・α壊変は、ある原子核がα粒子すなわち4He原子核を放出して、より質量が小さい原子核に壊変する現象であり、通例、質量数が200以上の原子核で起こる。
 ただし、質量数が200以下でα壊変を起こす原子核も知られており、例えば、半減期が、1.06×10^11年である147Smのような天然放射性核種も存在する。
 α粒子は、斥力として作用するクーロン力よりも強い核力で原子核内に閉じ込められており、古典論によれば、核外へ出られないこととなる。
 α壊変におけるα粒子の放出は、量子論のトンネル効果によって起こる。
 α壊変に伴い放出されるエネルギーは、壊変前後の質量欠損から求められ、アルファ壊変のQ値と呼ばれる。
 238U(質量238.0508u)のアルファ壊変を例にとると238Uはα粒子(4.0026u)を放出して娘核234Th(234.0436u)に壊変する。
 この時234Thは、0.2%の確率で0.160MeVの励起状態、23%の確率で0.0495MeVの励起状態を経由し、残りは直接、基底状態となる。
 この壊変のQ値を計算すると4.29MeVとなる。
 α粒子のエネルギーは234Thの状態に依存し、最も放出率の大きい場合のエネルギーは4.22MeVとなる。
 ただし、陽子の質量を1.0073中性子の質量を1.0087u電子の質量を0.0005uとし、1u=932MEVとする。


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