| English | 意味 |
|---|---|
| alpha/ˈælfə/ | アルファ線 |
| beta/ˈbiːtə/ | ベータ線 |
| gamma/ˈɡæmə/ | ガンマ線 |
| half-life/hɑːf laɪf/ | 半減期 |
不安定な原子があり、粒子を放出して安定しようとする
- いくつかの種類の原子には、単に不安定すぎて長続きできない原子核がある。
- 落ち着こうとして、それらは崩壊し、不規則に粒子やエネルギーの burst を放出する。
- 3つのタイプはアルファ線、ベータ線、ガンマ線である。
- どれがどれかを理解すれば、放射線の危険性と透過能力がわかる。
アルファ、ベータ、ガンマ
- アルファ（$\alpha$）— 重くヘリウム原子核（陽子2個、中性子2個）；遅く、イオン化能が高い。
- ベータ（$\beta$）— 中性子が陽子に変換される際に原子核から射出される高速電子。
- ガンマ（$\gamma$）— 原子核が落ち着く際に放出される高エネルギー光 défの burst；質量も電荷もない。
- いずれも不安定な原子核が安定状態を目指して放出する。
崩壊式を平衡させよ
アルファ、ベータ、ガンマのいずれかを選び、核の変化と式のバランスを確認せよ。
アルファ粒子とは：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
アルファ粒子はヘリウム原子核であり、陽子2個と中性子2個からなる。
ベータ粒子は、核から放出される高速の ____ である。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
ベータ崩壊では、中性子が陽子に変わるときに高速電子が放出される。
透過性と危険性
- アルファ線は紙や皮膚で遮断できるが、体内に入るとイオン化能が高いため危険。
- ベータ線は紙を通過するが、数mmのアルミ箔で遮断可能。
- ガンマ線が最も透過性が高く、厚い鉛やコンクリートが必要。
- 最も透過性が高いほど遮蔽は困難だが、体内に入った後のアルファ線が最も被害を与える。
最も透過性の高い放射線はどれか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
ガンマ線が最も透過性が高く、厚い鉛やコンクリートで遮断する必要がある。
放射性崩壊に関する 正しい 記述をすべて選択せよ。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
アルファ粒子＝ヘリウム原子核、皮膚で遮断；ガンマ線＝最も透過性が高い。しかし、体内ではアルファ粒子（ガンマ線ではなく）が最も損傷を与える。
半減期
- 放射性崩壊はランダムであるが、平均して一定の半減期ごとに試料の活性が半分になる。
- 半減期が1回過ぎれば不安定な原子核の半分が崩壊し、2回则为四分の一が残る。
- 半減期は几分の一秒から数十億年にわたる。
- カルボン dating と核廃棄物の保管は、どちらも半減期に基づいている。
$80$ 個の不安定核が半減期 $2$ 年を持つとき、$4$ 年後にいくつ残るか。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
$4$ 年は半減期の2回分であるため、残りは $80 \to 40 \to 20$ である。
放射性崩壊は確率的であるが、サンプル全体の活性は半減期ごとに平均で半分になる。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
個々の崩壊はランダムであるが、半減期は活性が半分になるまでの平均時間を指す。
最も透過性の高い放射線（ガンマ線）は、体内で最も害を与えるものとは同じではない。ガンマ線はそのまま通り抜けるため局所的なダメージは比較的少ないことが多いが、アルファ線は皮膚では遮断されるもののイオン化能が最も高く、体内に入れば最も有害である。
ある放射性試料の半減期は$2$年であり、当初$80$個の不安定な原子核を持っていた。$4$年後には何個残るか？
- $4$年は半減期が2回に相当する。
- 1回後：$40$；2回後：$20$個が残る。
不安定な原子核はアルファ線（ヘリウム原子核）、ベータ線（高速電子）、またはガンマ線（光子）を放出して崩壊する。ガンマ線は最も透過性が高く、アルファ線は最もイオン化能が高い（体内で危険）。崩壊はランダムであるが、試料の活性は各半減期ごとに半分になる——これが炭素 dating の基礎である。