ブログをご覧の皆さん、こんにちは。
今日はα線に関して重要事項を覚えましょう。
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。
α壊変後は親核種よりも原子番号が2、質量数が4減少することは必ず覚えておきましょう。
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。
α線の飛程に関する問題も放射線取扱主任者試験では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]
E:α線のエネルギー
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のときの飛程は概ね3.6cm、α線のエネルギーが6.3Mevのときの飛程は概ね5cmとなります。
α線に関する問題は試験においては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。
令和以降の第一種試験の物理からのα線に関する問題
2021年度
問5(壊変)、問16(飛程)、問17(ラザフォード散乱)、問31(α線)
2020年度
問7(壊変)、問8(壊変)、問12(壊変)、問31(加速器等)
2019年度
問6(壊変)、問11(壊変)、問13(飛程)、問32(壊変エネルギー等)
定義をしっかりと覚え、そして過去問題をたくさん解きながら、重要事項の確認、計算問題の解き方をマスターしていくようにしましょう。
次回はβ線に関する記事を書きたいと思います。