壊変曲線

物質を構成する最小単位である原子は、中心に原子核があり、その周りを電子が回っています。原子核はさらに陽子と中性子でできています。壊変とは、この原子核が不安定な状態から安定な状態へと自発的に変化する現象のことです。この現象は放射性壊変とも呼ばれ、原子核が放射線と呼ばれるエネルギーを放出することで起こります。放射線には種類があり、それぞれ異なる性質を持っています。アルファ線はヘリウム原子核の流れで、紙一枚で遮蔽できます。ベータ線は電子の流れで、薄い金属板で遮蔽できます。ガンマ線はエネルギーの高い電磁波で、厚い鉛やコンクリートで遮蔽する必要があります。壊変の種類も様々です。アルファ壊変では、原子核からヘリウム原子核が飛び出し、原子番号と質量数がそれぞれ２と４減少します。例えば、ウラン238がアルファ壊変すると、トリウム234になります。ベータ壊変では、中性子が陽子と電子に変わり、電子が放出されます。このとき原子番号は１増加しますが、質量数は変わりません。例えば、炭素14がベータ壊変すると窒素14になります。ガンマ壊変では、原子核のエネルギー状態が変化する際にガンマ線が放出されますが、原子番号や質量数は変化しません。ガンマ壊変は多くの場合、アルファ壊変やベータ壊変に伴って起こります。これらの壊変によって、元の原子核は別の原子核に変化します。つまり、元素そのものが別の元素に変わってしまうのです。これは、電子のやり取りで起こる化学反応とは全く異なり、原子核の内部構造が変化する核反応です。壊変は自然界で常に起こっており、地球内部の熱源の一つともなっています。