α線について

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

先日放射線の種類について触れましたので、今日はその中からα線に関して簡単に記述したいと思います。

α線

　原子核がα壊変するときに放出される。α線はヘリウム⁴Heの原子核であるため、壊変後の原子核（娘核種）は元の原子核（親核種）よりも原子番号が2、質量数が4減少する。

　

例えば、原子番号88のラジウム²²⁶Raはα壊変して原子番号86のラドン²²²Rnになり、α線を放出します。

　

　質量数の大きな核種のいくつかはα線を放出することにより、エネルギー的に安定な状態に転移します。α線が原子核から放出されるためにはクーロンエネルギー障壁を超える必要がありますが、α壊変で放出されるα線のエネルギーはこれよりも小さく古典物理学ではエネルギー保存則を破ることになりα線が放出されることはありません。α線は量子力学のトンネル効果によりクーロン障壁を通り抜けて放出されると考えられています。

放射線取扱主任者試験ではα線の飛程に関する問題がよく出題されています。

α線の飛程を表す公式は必ず暗記しておきましょう。

α線の空気中での飛程[cm]

　

α線のエネルギーはおおよそ4～8MeV程度ですので、この公式から空気中でのα線の飛程は数cmとなります。

　例えば、α線のエネルギーが5Mevのとき、飛程は3.6cm
　　　　　α線のエネルギーが6.3Mevのとき、飛程は5cm

 

飛程以外でもα線に関する問題は試験において非常によく出題されます。

まずは放射線概論などの参考書で基本的な内容を勉強した後、過去問題を解いて実際の問題ではどのようなかたちで出題されるのかを見て下さい。5年間から7年間分の過去問題を解けばよく出題される基本的な問題、重要な問題はたいてい出題されています。

 

2019年度の試験問題ではα線に関して以下のような問題が出題されています。

第一種試験

物理

　問6　ラジウム²²⁶Raからラドン²²²Rnへの壊変

　問10　核反応

　問11　カリフォルニウム²⁵²Cfの壊変

　問13　α線の飛程

2019年度物理問13

同じ速度の陽子、重陽子及びα粒子の物質中での飛程をそれぞれR_p、R_d、R_αとするとき、飛程の大小関係として正しいものは次のうちどれか。
　1　R_d＞R_p≒R_α　

　2　R_p＞R_d≒R_α　

　3　R_α＞R_p＞R_d　

　4　R_p＞R_d＞R_α　

　5　R_p≒R_d＞R_α

　問32　α粒子の軌道や壊変エネルギー

化学

　問2　²¹¹Atのα壊変の部分半減期

　問8　²¹¹Atと²¹⁰Poの放出するα線の数

　問27　α線源を利用する機器

実務

　問2　α線源による汚染の測定

 

第二種試験

化学

　問11　壊変系列におけるα壊変の回数

実務

　問3　α線の遮蔽

　問10　α線放出核種の検出

　問12Ⅲ　α線源による汚染の測定