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放射壊変とは?

ほうしゃかいへん

放射壊変とは、不安定な原子核が放射線を放出して別の原子核に変化していく自然現象で、原子核物理学・放射化学の基本概念です。

放射壊変(ほうしゃかいへん、radioactive decay)とは、不安定な原子核が自発的に放射線を放出しながらエネルギーを失い、より安定した別の原子核(娘核種)へと変化していく現象です。核壊変・放射性崩壊とも呼ばれます。

放射壊変には主に以下の種類があります。

  • アルファ(α)壊変:ヘリウム-4の原子核(アルファ粒子)を放出し、質量数が4・原子番号が2減少する変化
  • ベータ(β)壊変:電子またはその反粒子(陽電子)を放出し、原子番号が1変化する変化
  • ガンマ(γ)壊変:高エネルギーの電磁波(ガンマ線)を放出してエネルギー的により低い状態へ移行する変化

放射壊変の速さを表す指標が半減期です。半減期とは放射性原子核の数が半分になるまでの時間で、物質ごとに固有の値を持ちます。ウラン-238の半減期は約45億年と非常に長い一方、ヨウ素-131は約8日と短いなど、同じ元素でも核種によって大きく異なります。

放射壊変は地質年代測定(放射性炭素年代測定など)・原子力発電・医療(放射線治療・PET検査)・核兵器など、現代社会のさまざまな分野に深く関わっています。また地球内部の熱の一部も放射性元素の壊変エネルギーに由来しています。

使い方・例文

高校・大学の物理・化学の授業で核反応・放射線を学ぶ際に登場します。また「炭素14による遺跡の年代測定」や「原子力発電の仕組み」を説明する文脈でも使われます。

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