Biophysics

Biophysics · 12.06

α崩壊

Alpha decay

🧠 αでは、重い親核が2陽子・2中性子からなるα粒子を放出し、質量数を4、を2減らす。

核種の変化

α粒子はヘリウム4原子核であり、崩壊式は

ZAX→Z−2A−4Y+24He{}^{A}_{Z}X\rightarrow{}^{A-4}_{Z-2}Y+{}^{4}_{2}\mathrm{He}

となる。核子数と電荷は両辺で保存される。α崩壊は主に重い不安定核で起こり、の大きい核をより軽い配置へ移す。

離散エネルギーと反跳

二体崩壊なので、特定の娘核準位へ移るα粒子のエネルギーは離散的である。崩壊のQQ値はα粒子と娘核のへ分配され、質量が小さいα粒子が大部分を受け取る。α・β・γの違いはエネルギースペクトルで比較できる。

物質中の作用と被ばく

電荷+2e+2eと大きな質量をもつため、α粒子は経路に沿って密な電離を生じる。高LET・短なので紙や皮膚表層で止まる一方、吸入・摂取・創傷から体内に入ると狭い範囲へ大きなエネルギーを与える。

⚠️ 外部から透過しにくいことは「常に安全」という意味ではない。α放出核種では体内取り込み経路を評価する。

まとめ

  • α粒子は2陽子・2中性子からなる⁴He核である。
  • α崩壊ではAAが4、ZZが2減り、αエネルギーは離散的となる。
  • 短のため外部被ばくは限定的だが、内部被ばくでは高LETが問題になる。