β壊変について

Question

β壊変についてです。
中性子が陽子と電子に分かれるので、原子番号が一つ増えるが質量数は変わらない、というのは理解できたのですが、
電子がβ線として放出されてしまったら、β壊変後の物質は陽子と電子の数が釣り合わないのではないでしょうか。
例えば質量数3の水素がβ壊変したとき、
元の原子は陽子1個、中性子2個、電子1個ですよね。
壊変して中性子が1個減り、陽子が1個増えて電子が放出されると、
壊変後のヘリウムは陽子2個、中性子1個、電子1個で原子全体が電気的に＋になってしまうのではないかと思いました。
実際はどうなるのでしょうか。
よろしくお願いします。

himagene · Accepted Answer

＞壊変後のヘリウムは陽子2個、中性子1個、電子1個で原子全体が電気的に＋
その通りです。
＞実際はどうなるのでしょうか。
実際もその通りですが寿命があります。周りの原子から電子を奪います。
真空ならそうはならないとお思いでしょうが、星間空間でも１立方センチあたり数個の原子は存在します。この粒子密度は人間が作ることができる真空度より数桁小さな値です。トリチウムのベータ崩壊の場合の電子のエネルギーは約20keVです。このエネルギーの電子が何にも邪魔されなければ原子核からどこまで離れられるかといえば数十cmです。この間に他の原子・分子と衝突する可能性は星間空間でも約百回、人工的な真空容器の中では片道で数万回以上ありベータ線がどこかの空間をふらつく可能性は皆無と言っていいでしょう。#2さんの回答への補足です。

Tacosan · Answer

「原子全体が電気的に＋になってしまう」と何が問題なんだろうか. 「イオン」というものもあるのに.

yhr2 · Answer

＞電子がβ線として放出されてしまったら、β壊変後の物質は陽子と電子の数が釣り合わないのではないでしょうか。

その近辺に「電子が1つ多い」ことになるわけで、すぐに「電子の1つ少ない原子」に吸収されますよ。
「放出した電子」と同じものとは限りませんが。
（というか、ミクロの世界では区別できない）

「原子1個」で考えるというケチなことはせずに、その周辺の物質全体を考えましょう。

puyo3155 · Answer

＞中性子が陽子と電子に分かれるので、原子番号が一つ増えるが質量数は変わらない、というのは理解できたのですが、

中性子が、陽子と電子に別れるのではありません。中性子が電子と反電子ニュートリノを放出し、陽子に変わるのです。クオークレベルでは、ダウンクオークがアップクオークに変わることと同じ意味です。素粒子なのに、弱い力を受けると、別の素粒子に変わってしまう。不思議ですね。

＞電子がβ線として放出されてしまったら、β壊変後の物質は陽子と電子の数が釣り合わないのではないでしょうか。

そこら辺の電子を捕獲してつり合います。

β壊変について

＞壊変後のヘリウムは陽子2個、中性子1個、電子1個で原子全体が電気的に＋

「原子全体が電気的に＋になってしまう」と何が問題なんだろうか. 「イオン」というものもあるのに.

＞電子がβ線として放出されてしまったら、β壊変後の物質は陽子と電子の数が釣り合わないのではないでしょうか。

＞中性子が陽子と電子に分かれるので、原子番号が一つ増えるが質量数は変わらない、というのは理解できたのですが、

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