放射平衡①

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

今日は化学の試験で非常に出題頻度が高い放射平衡に関する記事を紹介致します。

放射平衡で出てくる親核種、娘核種の原子数を表す以下の式は非常に重要です。
必ず覚えるとともに理解してください。（第7版放射線概論P.134）

 

　

　

放射平衡の中で、今日は永続平衡を中心に記載したいと思います。
永続平衡は親核種1の半減期が娘核種2の半減期に比べて非常に長い時に成立します。
永続平衡が成立するとき、

　
　

　    

　    

　　

以下の3つの壊変は永続平衡の代表的なものです。必ず暗記して下さい。

いずれも親核種の半減期が娘核種の半減期に比べて非常に長くなっています。

 

　

　

　

 

親核種、娘核種、そして全放射能（親核種と娘核種の和）の経時変化の図は以下のようになります。（第7版放射性概論P.137)

 

娘核種の放射能A₂は以下の式に従って親核種の放射能A₁に近づきます。

 

　

 

・経過時間が娘核種の半減期T₂と等しいときは、娘核種の放射能A₂は

　種の放射能A₁の2分の1になります。
・経過時間が娘核種の半減期T₂の2倍と等しいときは、娘核種の放射能A₂は

　親核種の放射能A₁の4分の3になります。
・経過時間が娘核種の半減期T₂の3倍と等しいときは、娘核種の放射能A₂は

　親核種の放射能A₁の8分の7になります。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3月8日（放射化分析）の記事　参照

経過時間が娘核種の半減期T₂の10倍程度になれば、ほぼA₂＝A₁になります。
この式は非常に重要であり、平成23年度物化生問3Ⅱや平成27年度物化生問3Ⅲに出題されています。

放射平衡の問題は毎年必ずといっていいほど化学の試験で出題されています。

平成17年度化学問5,問6,問10
平成18年度化学問8
平成19年度化学問7,問8
平成20年度化学問9,問10
平成21年度化学問10,問11,問12
平成22年度化学問6,問8
平成23年度化学問8,問9
平成24年度化学問7,問8

平成25年度化学問5

平成26年度化学問7

平成28年度化学問8

平成29年度化学問4,問5

平成30年度化学問6

もちろん、物化生でも出題頻度は高く、

最近の試験でも平成25年度物化生問4Ⅲ,Ⅳや平成27年度物化生問3、平成29年度物化生問4Ⅲ、平成30年度物化生問3などでも出題されています。

平成20年度物化生問3

平成23年度物化生問3
平成25年度物化生問4Ⅲ,Ⅳ
平成27年度物化生問3

平成29年度物化生問4Ⅲ
平成30年度物化生問3

 

放射平衡については是非マスターしておいてください。