最終チェック 物理編②

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

本日も昨日に引き続き、試験直前対策として放射線概論を中心に物理、化学、生物の重要な個所の最終チェックを行っていきましょう。

今日は物理編②です。

 

「4.放射性壊変」

壊変は、物理、化学、物化生の試験で頻出分野です。以下の基本事項は必ず暗記しましょう。

α壊変
　α粒子であるヘリウムの原子核を放出する壊変

　原子番号は2減少し、質量数は4減少する
　α粒子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

β^-壊変
　原子核内の中性子が陽子に壊変

　電子(β^-)と反ニュートリノを放出する 　
　原子番号は1つ増加し、質量数は変化しない

β⁺壊変
　原子核内の陽子が中性子に壊変

　陽電子(β⁺)とニュートリノ(ν)を放出する
　原子番号は1つ減少し、質量数は変化しない
　原子核中の陽子数が中性子数より多いとき起こりやすい
　PET製剤の¹¹C、¹³N、¹⁵O、¹⁸Fなどが代表的（PET製剤は半減期も重要）

軌道電子捕獲（EC)
　原子核の陽子が軌道電子と結合して中性子となる

　ニュートリノを放出する

　原子番号は1つ減少し、質量数は変化しない　
　β⁺壊変との競合過程

　特性X線またはオージェ電子の放出が起こる

また、内部転換、核異性体転移に関する問題も頻出問題です。

内部転換　

　原子核が励起状態（不安定な状態）にあるときに光子であるγ線を放出して安定な基底状態に転移する代わりに、軌道電子を放出して安定な基底状態に転移すること
　放出された軌道電子を内部転換電子という。

・内部転換とγ線放出は競合過程である
・内殻の電子が放出されやすい（K殻）
・内部転換は軌道電子が放出されるため特性X線またはオージェ電子の放出が起こる

・γ線放出割合P_γに対する内部転換電子の放出割合P_eを内部転換係数αという。
　
・内部転換電子は線スペクトル
・内部転換が起こっても原子番号は変化しない

 

核異性体転移（IT)
　原子核の励起状態（不安定な状態）が比較的安定ですぐには基底状態に転移しない場合がある。この状態からエネルギーの低い安定な基底状態に移る過程を核異性体転移(IT)という。放射線取扱主任者試験では、核異性体転移としは¹³⁷Csが最もよく出題されている。

　　

自発核分裂（SF)

放射線取扱主任者試験では、²⁵²Cfが最もよく出題されている。

・半減期2.645年
・α壊変96.9%　自発核分裂(SF)3.1%　

・1個のSFによりおよそ3.8個の中性子を放出する

²⁵²Cfの自発核分裂の半減期は以下の計算で求めることができる。
　

半減期Tの核種が、その分岐壊変する割合をX%とすると、その部分半減期は、