放射性壊変

〇α壊変

 (AZ) → (A-4Z-2) + α

・親核種からα粒子が飛び出す

・壊変条件:Q0

Q値=M(m+α)×C2

      M:親核種の質量 m:娘核種の質量 C:光速

・α粒子のエネルギーEα=m / (m+mα)×Q

 → α線は一定のエネルギー,線スペクトル

 → Eαはトンネル効果によってクーロン障壁を超える

・生成核の反跳エネルギーEbmα/ (m+mα)×Q

             =(mα/ m)×Eα

 *ガイガーヌッタルの法則
  壊変により生じるα粒子のエネルギーは
   短半減期のRIから放出されるα粒子 > 長半減期のRIから放出されるα粒子
  となる

〇β壊変

 (AZ) → (AZ+1) + β

弱い相互作用によっておこる

 中性子が「陽子」「β」「反ニュートリノ」になる

・壊変条件:Q0Mm

Q値=M(m+me)×C2

・β線の最大エネルギーEβ-max(Mm)×C2

 → β,反ニュートリノの角度・エネルギーは連続スペクトル

 

〇β+壊変

 (AZ) → (AZ-1) + β+

弱い相互作用によっておこる

 中性子が「中性子」「β+」「ニュートリノ」になる

・壊変条件:Q0M-m-2me0

Q値=M(m+2me)×C2

・β+線の最大エネルギーEβ+max(Mm-2me)×C2

 →β+,ニュートリノの角度・エネルギーは連続スペクトル

  *βとは異なるスペクトル分布を示すので注意

 

EC壊変

 (AZ) → (AZ-1)

β+壊変と競合して起こる

 陽子が「軌道電子」を捕獲して「中性子」「ニュートリノ」になる

・結果として、電子の軌道に空席が生じる

 →「特性X線放出」または「オージェ電子放出」が起こる

 

〇核異性体転移 (IT)

(AZ)m → (AZ) + γ線

 

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〇内部転換

・γ線を放出する代わりに軌道電子を放出する現象

 γ線放出との競合反応

・内部転換電子のエネルギーEeEγE

 Eγ:γ線エネルギー E:軌道電子束縛エネルギー

→内部転換電子のエネルギーは一定のエネルギー,線スペクトル

 L殻内部転換電子のエネルギー > K格内部転換電子のエネルギー

・内部転換係数=「内部転換電子放出数」÷「γ線放出数

 →0~∞までの値を取りうる

 

〇オージェ電子

・励起状態の原子から放出される電子のこと

 特性X線との競合反応

・蛍光収率=「特性X線放出数」÷「軌道空席

 原子番号が大きい → 蛍光収率が大きい → 特性X線の割合が大きい

・オージェ電子のエネルギー:特性X線のエネルギー - 軌道電子の結合エネルギー

・特性X線のエネルギー:K軌道結合エネルギー - L軌道結合エネルギー

 →オージェ電子、特性X線は一定のエネルギー,線スペクトル

K殻オージェ電子のエネルギー > L殻オージェ電子のエネルギー

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