原子と原子核

原子と原子核の大きさ

（76am70、74pm70、69pm70、67am70、66.43）
・原子の直径：10^-10m
・原子核の半径R：10^-15～10^-14m
　R＝r₀×(質量数)^1/3
　r0：1.2～1.4×10^-15

・原子核の体積　＝　(4π/3)R³　＝　質量数×(4π/3) r₀³

・原子番号が大きくなるにつれて、中性子が過剰の状態で原子核は安定する

・同位体
：同一原子番号で,中性子数が異なる核種の関係

・安定同位体
：放射性壊変を起こさない同位体

・放射性同位体
：放射性壊変を起こす同位体

・同重体
：質量数が互いに等しい関係

・核異性体
：原子核が一時的に励起した状態を保っている状態

・同素体
：同一元素の単体で,原子の配列(結晶構造)や結合様式の関係が異なるもの

原子核モデル

（69pm70）
・液滴模型

量子数

（76pm70、65.42、64.42、63.42、62.42、60.41）

素粒子

（76pm72、73am70pm70、67am70、66.43、64.48、63.41）

＊u：アップクォーク
　d：ダウンクォーク

・原子質量
：1u＝1.66×10^-27kg
 　　＝931MeV
　¹²Cの原子1つを12u、1原子質量をその1/12と定義

・重陽子
：水素の安定同位体である重水素の原子核をいい、陽子と中性子の２個の核子で構成されている

・三重陽子（トリトン）
：陽子１個と中性子２個で構成される

4つの力

　（71am3、69am70、66.43）

・電磁相互作用
　相対強度：～10^-2
　作用距離：∞　（1/距離^2に働く）
　例：クーロン力

・重力
　相対強度：～10^-39
　作用距離：∞　（1/距離^2に働く）
　例：引力

・弱い相互作用
　相対強度：～10^-13
　作用距離：ほぼゼロ　
　例：β壊変，μ粒子崩壊

・強い相互作用
　相対強度：1
　作用距離：近接～10-¹⁵m　
　例：核力

結合エネルギー

（75am70、72pm70、69pm70、68pm70、66.43）

・核力（強い相互作用）によって生じる
　→　距離が離れると効果がない

・原子核の質量は構成核子の質量の和より小さい
　→　質量欠損で核子間の結合エネルギーに消費

・質量60（Feくらい）近くで最大となる
　→　Feの結合エネルギー：8.8MeV

・核子当たりの平均結合エネルギーは1～9MeV
・陽子－陽子間にはクーロン力も働く
・α粒子は極大値を取り、約7MeV

電離・励起

・W値　(74am78)
：1イオン対を生成するのに必要なエネルギー
　電離エネルギーの約2倍
　放射線の種類に依らない値
　原子番号が大きい　→　W値が小さい

＊空気のW値＝34eV
　水素のイオン化エネルギー＝13.6eV

核反応式

 (73pm4,71am3, 65.49,63.43,62.2)
　A(x，y)B
　A：標的原子核　
　x：入射粒子
　y：放出粒子
　B：反跳原子核

Q値

（76pm74、75am2、64.43）
核反応前後の質量欠損をエネルギーに換算した値
Q　＝　(M_A+Mx)×C²－(M_B+My)×C²

・発熱反応
：Q値＞0
　閾エネルギーはない

・吸熱反応
：Q値＜0
　閾エネルギーはある

・閾値Emin
　Emin＝　-Q×(M_A+Mx)÷M_A