Biophysics · 12.05

放射性崩壊の種類

Types of radioactive decay

🧠 放射性崩壊は、質量数 $A$ と原子番号atomic number原子番号（atomic number）atomic number（原子番号） $Z$ の変化を追えば分類でき、電荷・核子数・エネルギーの保存から娘核種を決定できる。

主な崩壊の比較

崩壊	核内変化	$\Delta A$	$\Delta Z$	主な放出
α	α粒子を放出	−4	−2	⁴He核
β−	$n\to p$	0	+1	$e^-$ 、反ニュートリノ
β＋	$p\to n$	0	−1	$e^+$ 、ニュートリノ
電子捕獲capture (electron/neutron capture)捕獲（capture (electron/neutron capture)）capture (electron/neutron capture)（捕獲）	$p+e^-\to n$	0	−1	ニュートリノ、特性X線など
γ	励起核の脱励起de-excitation脱励起（de-excitation）de-excitation（脱励起）	0	0	γ光子

娘核種を求める手順

親核の $A$ と $Z$ から放出粒子の核子数・電荷を差し引き、元素element元素（element）element（元素）周期表periodic table周期表（periodic table）periodic table（周期表）で新しい $Z$ に対応する元素element元素（element）element（元素）を選ぶ。β崩壊ではニュートリノを含めることでエネルギー・運動量momentum運動量（momentum）momentum（運動量）・角運動angular movement角運動（angular movement）angular movement（角運動）量が保存される。

一つの核種で複数段階起こる場合

αまたはβ崩壊後の娘核が励起状態なら、続いてγ線を放出することがある。したがって「崩壊の種類」と「検出された放射線の種類」は一対一とは限らない。

まとめ

$A$ と $Z$ の変化でα、β、γ崩壊を区別できる。
保存則を使えば娘核種と必要な放出粒子を求められる。
一つの崩壊系列で粒子放出とγ脱励起de-excitation脱励起（de-excitation）de-excitation（脱励起）が連続することがある。