出産前後の痔にはご注意!

α崩壊とβ崩壊がありますよね。

α崩壊は原子番号が2、質量数が4減るもので、
β崩壊は原子番号が1増えて、質量数は変わらない、という理解の仕方でいいんでしょうか?

もしそならば、
Rn(ラドン)がα崩壊するとPo(ポロ二ウム)になりますよね??
その場合、Rnの原子番号は86で、Poは84だからいいんですけど、
質量数がRnが222に対して、Poは210っていうのはどういうことなんでしょう・・・。
4減るんじゃないんですか??

また、Pa(プロトアクチニウム)がβ崩壊すると、U(ウラン)になるみたいなんですが、
原子番号はいいんPaが91、Uが92なのでいいんですけど、
質量数は、Paが231、Uが238。
これはどういうことなんでしょう・・・。

テスト前で困ってます。
よろしくお願いします。

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A 回答 (5件)

 いくつかの点で混乱されているようですね。

一つづつハッキリさせておかれるのが良いかと思います。

 まず,元素が何かを決めるものは「原子番号」ですが,原子番号とは原子内の「陽子の数」で中性の原子の場合は電子の数も同じです。

 これに対して,「質量数」は原子核に存在する陽子と中性子の数の合計です。ですので,同じ元素であっても質量数が異なる(中性子の数が異なる)もの(これが同位体です)が存在する場合があります。

 簡単な例が水素です。水素は原子番号1ですので陽子(電子)は必ず1個ですが,中性子を持たない水素(質量数1),中性子が1個の重水素(デュウテリウム,質量数2),中性子が2個の三重水素(トリチウム,質量数3)の3種類が存在します。


> α崩壊は原子番号が2、質量数が4減るもので、
> β崩壊は原子番号が1増えて、質量数は変わらない、

 α崩壊は核から He の原子核が飛び出す崩壊です。He 原子核は陽子2個,中性子2個を持っていて質量数4ですから,原子番号(陽子の数)が2,質量数が4減ります。

 一方,β崩壊は原子核内の中性子が1個陽子に変わって電子を放出する崩壊です。中性子が陽子に変わりますから,原子番号(陽子の数)は1増え,質量数は(陽子+1,中性子-1で)変わりません。


> 質量数がRnが222に対して、Poは210っていうのは
> どういうことなんでしょう・・・。

 Ra 222(原子番号 86,質量数 222)がα崩壊を起こしてできるのは Po 218(原子番号 84,質量数 218)ですよ。つまり,原子番号は2減って,質量数は4減っています。


> 質量数は、Paが231、Uが238。
> これはどういうことなんでしょう・・・。

 β崩壊してウランを与えるのは Pa 231 ではなくて Pa 234 じゃないでしょうか。そして,できるウランは U 238 じゃなくて U 234 です。つまり,原子番号は1増えて,質量数は同じです。

 Pa 231(原子番号 91,質量数 231)がβ崩壊すると Ac 227(原子番号 89,質量数 227)になるようです。

 参考 URL に放射性核種の壊変系列について出ています。大学のページですが然程難しくないと思いますので御覧になってみて下さい。

参考URL:http://150.12.193.211/eac/chem/lec13-2.html
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この回答へのお礼

すごくわかりやすかったです!!
質量数を取り間違ってました。
ありがとうございました。

お礼日時:2002/12/09 23:28

まず、1つの元素にはいろいろな質量数をもった原子(すなわち、同位体)が存在することを確認してください。


特に、放射性元素には多数の同位体が存在することがあります。
例えば、ラドンには主に211,220,222の質量数をもつ同位体があります。このうち、もっとも安定なものはRn-222で、半減期(崩壊する原子数が全体の半分になる時間)が約4日。
ウランに関しては、主に233,234,235,236,238の質量数をもつ同位体が存在し、もっとも安定なものはU-238で半減期は約44億年。
ただし、ウランに関しては原発で用いられているものはU-235だそうで
す。

ご質問のRn→Poへの変化ですが、α崩壊で220Rnから216Poへ変化します。
一般的な原子の崩壊の順序(トリウム系列・・・トリウムが出発原子)のHPを示しておきましたので、ご参考までに。

参考URL:http://www.gogp.co.jp/chemical/genso/seishitsu/T …
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この回答へのお礼

同位体のことがよくわかりました!!
ほんとうにありがとうございました!!

お礼日時:2002/12/09 23:29

ご質問の回答は先の回答者の述べられている通りなので、先の回答者の回答で少し判りにくいかなと思われるところを補足しておきます。



まず、β崩壊が2種類あるとのことですが、これは通常のβ-崩壊(電子と反ニュートリノ)を放出する崩壊とβ+崩壊(陽電子とニュートリノ)を放出する崩壊の2通りです。β+崩壊は天然の放射性同位体では見られないようですが。

後、同位体についてはご存知かもしれませんが、同じ原子番号でありながら質量数の異なるものです。
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この回答へのお礼

説明が的確でわかりやすかったので良かったです☆
本当にありがとうございました!

お礼日時:2002/12/09 23:39

>α崩壊は原子番号が2、質量数が4減るもので、


β崩壊は原子番号が1増えて、質量数は変わらない、という理解の仕方でいいんでしょうか?

その通りですね.(β崩壊は中性子→陽子なので,原子番号が1増えます.)

222Rn(原子番号86)がx回α崩壊,y回β崩壊して210Po(原子番号84)になるとすれば,原子量と原子番号の減少量について
222-210=4x
86-84=2x-y
を解いて,x=3, y=4
つまり,α崩壊が3回,β崩壊が4回です.

http://eac01.hept.himeji-tech.ac.jp/eac/ea/nenda …
の「210Pb法」の図にあります.

>Pa(プロトアクチニウム)がβ崩壊すると、U(ウラン)になるみたいなんですが、
これは本当ですか?
アクチニウム系列で235U→(α崩壊)→231Th→(β崩壊)→231Pa
ならばあるようですが,原子核はよく知りませんので,ここは自信なしです.
上のURLにもアクチニウム系列のことは少しだけ出ていますが,
http://www.gogp.co.jp/chemical/genso/seishitsu/A …
の方が良いでしょう.
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この回答へのお礼

参考URLも参考にさせていただきました。
ありがとうございました!

お礼日時:2002/12/09 23:30

>β崩壊は原子番号が1増えて、質量数は変わらない、という理解の仕方でいいんでしょうか?



誤りです。例えばC-11はβ崩壊しますが、原子番号が1減ります。このように2種類あります。

Ra-222はα崩壊してPo-218になります。
Pa-233はβ崩壊してU-233になります。

教科書の同位体のところを読むとよいでしょう。
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この回答へのお礼

教科書読みました。
なんとなくわかりました!!
ありがとうございました。

お礼日時:2002/12/09 23:25

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高校生レベルの内容でのご教授を教えてください。
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起こしますが
まずベータ崩壊は質量数を変えずにということなので
中性子→陽子に変化するという事で良いのでしょうか?

またその時でるベータ線(ベータ粒子)はどこから飛び出てくる
のでしょうか?

高校の教科書では、重水素も炭素14もベータ崩壊ですが
ベータ崩壊が自然界では多い?ということはありますか?

また、放射線ということで放射能は?と心配になりますが
ベータ崩壊などの放射能はそれほど気にするものではないので
しょうか?

その他、アルファ崩壊、γ崩壊などの違いなどわかりやすく
ご教授いただけたら幸いです

Aベストアンサー

大学時代にその辺りを学んだものです。

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まずベータ崩壊は質量数を変えずにということなので
中性子→陽子に変化するという事で良いのでしょうか?

正解です。


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またその時でるベータ線(ベータ粒子)はどこから飛び出てくる
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出どころは原子核です。


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高校の教科書では、重水素も炭素14もベータ崩壊ですが
ベータ崩壊が自然界では多い?ということはありますか?

天然放射線で主要なのは、4つの崩壊系列です。
http://kyoto.cool.ne.jp/zebedee/div.html
その中の2つの図を紹介しましょう。
http://www.ne.jp/asahi/radioactivity/mineral/use/keiretu_u.htm
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ベータ崩壊などの放射能はそれほど気にするものではないので
しょうか?

アルファ線(ヘリウム原子核に同じ)は電荷があるため、物質中に入射すると物質の電子との“喧嘩”によって急速に速度を落とし、短い距離で止まります。
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つまり、ベータ線が減速・静止することと引き換えにX線が出るわけです。
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その他、アルファ崩壊、γ崩壊などの違いなどわかりやすく
ご教授いただけたら幸いです

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228Th(αを出す)→ 励起状態の224Ra(γを出す) → 224Ra
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Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

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No1 の回答の式より
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となります。
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あとは、
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 c = 2.998*10^8[m/s]
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となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
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λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
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式はあっているはずです。

Qα,β崩壊した後は必ずγ崩壊を起こしますか?

高校物理の質問です。γ崩壊の定義がよくわかりません。

励起した原子のエネルギー準位が下がったときに電磁波を出すのはわかりますが、
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γ崩壊とは言わない、という理解でよろしいでしょうか?

それからα崩壊、β崩壊後の原子は必ずγ崩壊すると考えていいでしょうか?

教科書を読んでいて、この2点がはっきりしない表現でやり過ごされてしまって
困っております。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>その際γ線を出すのがγ崩壊で、γ線より短い波長の電磁波を出す場合は
>γ崩壊とは言わない、という理解でよろしいでしょうか?
ガンマ線は電磁波の中で一番短い波長域をもつものなので、ガンマ線より短い波長に対する名前はありませんよ。
(あえていうなら、ガンマ線より短い波長の電磁波はガンマ線です、となります。)
参考→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E6%B3%A2

>それからα崩壊、β崩壊後の原子は必ずγ崩壊すると考えていいでしょうか?
しないのもあるので、必ずとはいえませんね。
代表的なものに、ストロンチウム90があります。
ストロンチウム90はイットリウム90になりますが、ベータ崩壊のみで、出ていくのはベータ線のみです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%B3%E3%83%81%E3%82%A6%E3%83%A090

なぜこういったことが起きるのか。
ベータ崩壊、ベータ線を放出するとき、そのベータ粒子(電子ですね)に吐き出したいエネルギーを全部乗っけて放出してしまうので、ガンマ線を出す必要がなくなるからです。

もう一つ例をあげると、No3の方が挙げているセシウム137です。
崩壊経路が二つあり、セシウム137がエネルギー量の多いベータ線を出して、直接バリウム137になるルートと、
エネルギー量の少ないベータ線を出して、準安定同位体であるバリウム137mになり、さらにガンマ線を放出してバリウム137になるルートがあります。

>その際γ線を出すのがγ崩壊で、γ線より短い波長の電磁波を出す場合は
>γ崩壊とは言わない、という理解でよろしいでしょうか?
ガンマ線は電磁波の中で一番短い波長域をもつものなので、ガンマ線より短い波長に対する名前はありませんよ。
(あえていうなら、ガンマ線より短い波長の電磁波はガンマ線です、となります。)
参考→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E6%B3%A2

>それからα崩壊、β崩壊後の原子は必ずγ崩壊すると考えていいでしょうか?
しないのもあるので、必ずとはいえませんね。
代...続きを読む

Q質量欠損 基本問題

4H →He +2e+ の反応で
中性水素原子の質量を1.007u
He原子の質量を4.002u
電子の質量を0.0005u とするとき

ΔM=4(1.007-0.0005)-(4.002-2*0.0005)-2*0.0005

という途中解答になっているんですが
 質量減少で 原子の質量から電子の質量を引いた
 原子核の質量で考えなければいけないのは
 なぜなのでしょうか?
 (計算上は打ち消しあって 関係なくなるのですが・・)

 基本的な質問で本当に申し訳ありません。。
 だれかお教え下さいm(._.*)mペコッ

Aベストアンサー

これって核融合の所で出てくるやつですよね?ってことは、

左辺のHは水素原子核(陽子)で、右辺のHeはヘリウム原子核を表していますよね?

左辺のHと、右辺のHeが原子核を表している以上、原子核の質量で考なければなりません。

記憶があやふやなので、間違っているかもしれません。(間違ってたらすいません)

Q核融合におけるエネルギー放出について教えてください。

2個の重陽子H(質量数2、原子番号1)を融合させてHe(質量数4、原子番号2)にすると、どれだけのエネルギーが放出されるか。
ただし、
H(質量数2、原子番号1) =2.01402u
He(質量数4、原子番号2)=4.00260u

Answer・・・23.7MeV

申し訳ないのですが、この問題の途中計算を教えていただけないでしょうか。
本来なら自分の力で勉強し調べて導くべきなのですが、明日試験があ
るため時間の余裕がございません。

申し訳ありませんが、どうぞよろしくおねがいします。

Aベストアンサー

計算方法はあまり知りませんが公式ととき方だけ教えます。とりあえず公式はU=mc^2を使ってやってください。質問の内容と結束エネルギーを求める公式ですがこれであっていますか。それとmは質量でcは1.66×10^ー27だと思います。計算をしたことがないのでその後はわかりません。

Q半価層について

半価層、実効エネルギー計測実験をしたのですが、わからないことがあります。
検討のなかに第一半価層より第二半価層の方が厚いのはなぜか?という質問がどうしてもわかりません。わかるかた教えてください。

Aベストアンサー

一番目にろ過されたX線は波長の長いところが吸収されて短い波長が残る(平均エネルギーが高くなる)ためです。

Q放射性物質の崩壊?

今、高2です。
修学旅行の行き先が「長崎」だったので、物理が原爆についての単元になりました。
そこで、半減期やら何やら出てきました。
とりあえず、半減期は公式に代入すればいいですよね。

でも、2つわからない問題があります。

問題(1)
物質量238のU(ウラン)が物質量226のRa(ラジウム)になるまでに、α崩壊、β崩壊をそれぞれ何回行うか。

問題(2)
放射性原子、質量数238のU(ウラン)はα崩壊、β崩壊を繰り返し、最後に原子番号82のPb(鉛)になって安定する。そのPbの質量数は、206、207、208のうちどれか。

この問題はどのようにして解けばいいのでしょうか。

高校生でわかるレベルで説明してくれればありがたいです。

Aベストアンサー

>高校生でわかるレベルで説明してくれればありがたいです。

 高校では「物理II」の範囲になります。物理IIの教科書の「原子核と素粒子」というところを見てください。α崩壊、β崩壊の説明があります。(γ崩壊もありますが、γ崩壊では核種は変わらないので省略)

 問題の考え方としては、まず

○質量数の変化:α崩壊では質量数が4減るが、β崩壊では質量数は変化しない

ということがあります。

 このことから、問題(1)で、まずα崩壊の回数が求まります。
 また、問題(2)でも、β崩壊は質量数に関係しないので、質量数の変化はα崩壊の回数だけで決まります。α崩壊では質量数が4ずつ変化するので、U238 と Pb??? の質量数の差は必ず4の倍数になっていると言うことから求まります。
 
次に

○原子番号の変化:α崩壊では2減る、β崩壊では1増える

ということがあります。

 問題(1)で、α崩壊の回数が求まったら、このα崩壊だけによる原子番号の変化を計算します。α崩壊が3回あったら、原子番号は6減ることになります。ところが、U と Ra の原子番号の差は4ですから、この違いがβ崩壊によるものであるということでβ崩壊の回数も求まります。

>高校生でわかるレベルで説明してくれればありがたいです。

 高校では「物理II」の範囲になります。物理IIの教科書の「原子核と素粒子」というところを見てください。α崩壊、β崩壊の説明があります。(γ崩壊もありますが、γ崩壊では核種は変わらないので省略)

 問題の考え方としては、まず

○質量数の変化:α崩壊では質量数が4減るが、β崩壊では質量数は変化しない

ということがあります。

 このことから、問題(1)で、まずα崩壊の回数が求まります。
 また、問題(2)でも、β崩壊は質量...続きを読む

Qβ壊変について

 
β壊変は原子核内の中性子が陽子に変わったときに生じた電子が核外へ放出されたものと定義されています。
原子番号6の炭素(質量数14のとき)は電子が6,中性子が8
からなっていますがβ壊変すると陽子が一つ増え質量数14,原子番号7の窒素に変化しますが電子は核外へ放出され減ると思うのですがどうして7になるのでしょうか。
教えて下さい。

Aベストアンサー

#1です。

A#1の補足質問の回答

>陽子が一つ増えると電子一つが増えるのはこの中性子から陽子への変換で生じた電子ということでしょうか。しかしβ壊変では電子はβ線となってエネルギーとともに放出されるから窒素元素になるにはどうしても電子が一つ不足するように思え,

原子核の中の電子数と原子核周辺の核外電子とは関係はありません。
原子核の中には陽子があるため電子は単独では存在できません。
なので原子核内の電子の過不足という概念はありません。
原子核内の電子は中性子の中に結合して存在します。
原子核周辺の核外電子(外殻電子)は、元素(原子の種類)とは無関係です。β壊辺と中性子の関係は次の通り。
中性子の構成要素は、「陽子+電子+ニュートリノ」ですので、β壊変でもともと中性子にあった陽子が原子核に残り、余った電子が放出されるのであって電子が新たに生まれたわけではないので不足するわけではありません。
詳しくは
http://laboratory.sub.jp/phy/33.html
のβ線のβ(-)崩壊の所をご覧下さい。
元素(原子の種類)は原子核内の陽子数で決まり、電子(-)は中性子の中の陽子に結合して存在し電気的に中性で電気を帯びていません。
同じ元素でも
原子核内の中性子数が異なる場合があるので
原子量(=陽子数+中性子数)が異なる同位体が複数存在します。
あまり中性子数が多くなると原子核が不安定になって崩壊がおこります。

#1です。

A#1の補足質問の回答

>陽子が一つ増えると電子一つが増えるのはこの中性子から陽子への変換で生じた電子ということでしょうか。しかしβ壊変では電子はβ線となってエネルギーとともに放出されるから窒素元素になるにはどうしても電子が一つ不足するように思え,

原子核の中の電子数と原子核周辺の核外電子とは関係はありません。
原子核の中には陽子があるため電子は単独では存在できません。
なので原子核内の電子の過不足という概念はありません。
原子核内の電子は中性子の中に結合して存在...続きを読む

Qβ崩壊と質量数

β+崩壊は放出するのが陽電子で原子番号Zは1減るが質量数Aは変わらない
β-崩壊は放出するのが電子で原子番号Zは1増えるが質量数Aは変わらない、とのことです。

なぜ電子を放出する事がZが1増える事になるのですか?同様になぜ陽電子を放出する事がZが1減る事になるのですか?それらがどうして陽子数の増減に結びつくのか関係性が理解出来ません。

またどちらもAが変わらないのは何故ですか?この崩壊のどこで中性子数の増減が出てくるのでしょうか
どなたか教えて下さい。

Aベストアンサー

 ベータ崩壊では、

   中性子 → 陽子 + 電子

になります。電子の質量は、陽子・中性子の約1/1800ですので、電子が飛び出して原子核の正電荷は1つ増えますが、質量はほとんど変わりません。
 ということで、

・原子核の正電荷は1つ増える → 原子番号Zは1増える
・質量はほとんど変わらない → 質量数Aは変わらない

ということになります。

 同様に、ベータ+崩壊では、

   陽子 → 中性子 + 陽電子

になります。陽電子の質量は電子と同一で陽子・中性子の約1/1800ですので、陽電子が飛び出して原子核の正電荷は1つ減っても、質量はほとんど変わりません。
 ということで、

・原子核の正電荷は1つ減る → 原子番号Zは1減る
・質量はほとんど変わらない → 質量数Aは変わらない

ということになります。


 「原子番号」や「質量数」の「数」にばかり着目するのではなく、実際に何が起こっているのかを考えれば理解できると思います。
 

Q平均分子量

平均分子量についてイマイチわかりません。高校生レベルで教えてください。

Aベストアンサー

>以下の内容は.高等学校で教えているのでしょうか。
>モル凝固点降下.モル沸点上昇.(気体の)分圧.浸透圧
これは高校化学で教えています。

みなさんの言うとおり、分子量×割合(分圧)で計算します。
平均分子量は見かけの分子量をあらわすので、その名のとおり、平均値です。
空気の場合は、窒素(分子量28)が78%、酸素(分子量32)が22%とするとこのとおり。
28×0.78 + 32×0.22 = 28.88(平均分子量)


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