補足説明：（４）原子核の壊変

（１）原子核の壊変の記述の仕方

原子核の壊変の記述の仕方を説明します。
まず、三重水素の壊変を記述すると図Ｃのとおりになります。

　
図Ｃ　三重水素の壊変

（注）12.33yは半減期が12.33年であることを示します。
0.0186（MeV）は、放出されるベータ線の最大エネルギーを示します。

ここでは、原子核内の中性子が陽子に変化し、電子を放出します。（ベータ線の放出）

ｎ　→　ｐ　＋　ｅ

壊変の前後で、以下のとおりになります。

ベータ線を放出すると、壊変の前後では、質量数の変化はないが、原子番号が１増えます。

次に、ウラン２３８の壊変を記述すると図Ｄのようになります。

図Ｄ　ウラン２３８の壊変

ここでは、陽子２個と中性２個の組（ヘリウム原子核）を放出します。（アルファ線の放出）
壊変の前後で、以下のとおりになります。

アルファ線を放出すると、壊変の前後では、質量数は４減少し、原子番号は２減少します。

（２）原子核の壊変には規則性があります。

原子核の壊変には、（１）で示したように規則性があります。

原子核の種類等によって、エネルギー状態があるため、放出される放射線の種類は同じでも、その放出される放射線の持つエネルギーは様々です。
この性質を利用して、放射線のエネルギーを電気信号に変えて測定することにより、放射線を放出する物質を特定することができます。

また、原子核の壊変の規則性のひとつに、半減期があります。

ある不安定な原子核が壊変して別の原子核になるとき、その個数が半分になるまでの時間をいいます。この時間は、原子核の種類によって様々で、短いものでは１００万分の１秒程度から長いものでは１００億年以上のものまであります。
なお、半減期が３０年のものは、３０年で半分になるのですが、さらに３０年（合計６０年）ですべてなくなってしまうかというと、そうではありません。
最初の３０年で半分、次の３０年で残りの半分（つまり４分の１）、次の３０年でさらに残りの半分（８分の１）というようになっていきます。（図Ｅ）
半減期の１０倍の時間が経過すると、約１０００分の１になります。

図Ｅ　半減期３０年のときの時間と放射能の関係

関連情報

５．不安定な原子核は、放射線を出します
７．放射能とは