核放射線 エネルギー粒子を放出することにより、不安定な原子核がより安定するプロセスを指します。核放射線の3つのタイプは、アルファ線、ベータ線、およびガンマ線を指します。安定するために、原子核はアルファ粒子（ヘリウム原子核）またはベータ粒子（電子または陽電子）を放出する場合があります。多くの場合、この方法で粒子を失うと、核は励起状態のままになります。次に、原子核はガンマ線光子の形で過剰なエネルギーを放出します。

序章

物質は最終的には原子で構成されます。原子は、順番に、で構成されています 陽子, 中性子 と 電子。陽子は正に帯電し、電子は負に帯電します。中性子は帯電していません。陽子と中性子は内部に存在します 核 原子の、そして陽子と中性子は一緒に呼ばれます 核子。電子は、原子核自体のサイズよりもはるかに大きい原子核の周りの領域にあります。中性原子では、陽子の数は電子の数と同じです。中性原子では、正電荷と負電荷が互いに打ち消し合い、正味電荷がゼロになります。

原子の構造–核子は中央領域にあります。灰色の領域では、電子が見つかる可能性があります。

陽子、中性子、電子の性質

粒子	粒子分類	質量	充電
プロトン ( )	バリオン
中性子 ( )	バリオン
電子 ( )	レプトン

中性子は陽子よりわずかに重いことに注意してください。

核を表すための表記

同位体の原子核は、多くの場合、次の形式で表されます。

たとえば、水素の同位体であるプロチウム、重水素、トリチウムは、次の表記で記述されています。

,

,

.

陽子番号も出て、記号と核子番号だけが書かれ​​ている場合があります。例えば。、

,

,

.

陽子の数が元素（記号）を決定するので、陽子の数を明示的に示さなくても問題はありません。場合によっては、特定の同位体が元素名と核子番号で参照されることがあります。ウラン238。

統一原子量

統一原子量（

) と定義されている

炭素12原子の質量。

.

3種類の核放射線

アルファベータとガンマ線

前述したように、核放射線にはアルファ線、ベータ線、ガンマ線の3種類があります。の アルファ線、2つの陽子と2つの中性子を放出することにより、原子核はより安定します（ヘリウム原子核）。ベータ線には、ベータマイナス、ベータプラス、電子捕獲の3種類があります。の ベータマイナス放射線、中性子はそれ自体を陽子に変換し、その過程で電子と電子反ニュートリノを放出することができます。の ベータプラス放射線、陽子はそれ自体を中性子に変換し、陽電子と電子反ニュートリノを放出することができます。の 電子捕獲、原子核内の陽子は原子の電子を捕獲し、それ自体を中性子に変換し、その過程で電子ニュートリノを放出します。ガンマ線とは、励起状態の原子核が非励起になるために、原子核がガンマ線光子を放出することを指します。

アルファ線とは何ですか

の アルファ線、不安定な原子核は アルファ粒子、または ヘリウム原子核 （つまり、2つの陽子と2つの中性子）、より安定した原子核になります。アルファ粒子は次のように表すことができます

また

.

たとえば、ポロニウム212の原子核はアルファ崩壊を起こし、鉛208の原子核になります。

核崩壊がこの形で書き留められるとき、 左側の核子の総数は、右側の核子の総数と等しくなければなりません。 また、 左側の陽子の総数は、右側の陽子の総数と等しくなければなりません。 上記の式では、たとえば、212 = 208 +4および84 = 82 +2です。

したがって、アルファ崩壊によって生成された娘核は、親核よりも2つの陽子と4つの核子を持っています。

一般に、アルファ崩壊の場合、次のように書くことができます。

アルファ崩壊中に放出されるアルファ粒子は、親核と娘核の質量の違いによって決定される特定のエネルギーを持っています。

例1

アメリシウム241のアルファ崩壊の方程式を書きます。

アメリシウムの原子番号は95です。アルファ崩壊の間、アメリシウムの核はアルファ粒子を放出します。生成された新しい原子核（「娘原子核」）は、陽子が2つ少なく、核子が4つ少なくなります。つまり、原子番号93と核子番号237が必要です。原子番号93は、ネプチューニウム（Np）の原子を指します。だから、私たちは書く、

ベータ線とは何ですか

ベータ線では、原子核は電子または陽電子を放出することによって崩壊します（陽電子は電子の反粒子であり、質量は同じですが電荷が反対です）。原子核には電子や陽電子は含まれていません。したがって、以下に示すように、最初に陽子または中性子を変換する必要があります。電子または陽電子が放出されると、レプトン数を保存するために、電子ニュートリノまたは電子反ニュートリノも放出されます。与えられた崩壊に対するベータ粒子（電子または陽電子のいずれかを指す）のエネルギーは、崩壊プロセス中に放出されたエネルギーのどれだけがニュートリノ/反ニュートリノに与えられたかに応じて、ある範囲の値を取ることができます。関与するメカニズムに応じて、ベータ線には3つのタイプがあります。 ベータマイナス、ベータプラス、電子捕獲.

ベータマイナス放射線とは何ですか

NS ベータマイナス（

） 粒子 は電子です。ベータマイナス崩壊では、中性子は陽子、電子、電子反ニュートリノに崩壊します。

電子と反電子ニュートリノが放出されている間、陽子は核内にとどまります。ベータマイナスプロセスは次のように要約できます。

たとえば、金202はベータから排出量を差し引いて崩壊します。

ベータプラス放射線とは何ですか

NS ベータプラス（

） 粒子 陽電子です。ベータプラス崩壊では、陽子は中性子、陽電子、ニュートリノに変換されます。

陽電子と電子ニュートリノが放出されている間、中性子は核内にとどまります。ベータマイナスプロセスは次のように要約できます。

たとえば、リン30核は、ベータプラス崩壊を受ける可能性があります。

電子捕獲とは何ですか

電子捕獲では、原子核内の陽子が原子の電子の1つを「捕獲」し、中性子と電子ニュートリノを生成します。

電子ニュートリノが放出されます。電子捕獲プロセスは次のように要約できます。

たとえば、ニッケル59は、ベータと減衰を次のように示します。

ガンマ線とは何ですか

アルファまたはベータ崩壊を受けた後、核はしばしば励起エネルギー状態にあります。次に、これらの原子核は、ガンマ光子を放出し、過剰なエネルギーを失うことによって、自身を脱励起します。陽子と中性子の数は、このプロセス中に変化しません。ガンマ線は通常、次の形式を取ります。

ここで、アスタリスクは励起状態の核を表します。

たとえば、コバルト60はベータ崩壊によってニッケル60に崩壊する可能性があります。形成されたニッケル原子核は励起状態にあり、ガンマ線光子を放出して非励起になります。

ガンマ線から放出される光子も、原子核の特定のエネルギー状態に応じて特定のエネルギーを持っています。

アルファベータおよびガンマ線の特性

比較すると、アルファ粒子は最も高い質量と電荷を持っています。それらはベータおよびガンマ粒子と比較してゆっくりと動きます。これは、物質の中を移動するときに、接触しやすい物質粒子から電子を取り除くことができることを意味します。その結果、それらは最高の電離力を持っています。

ただし、イオン化を最も簡単に引き起こすため、エネルギーを最も早く失います。通常、アルファ粒子は、イオン化する空気粒子からすべてのエネルギーを失う前に、空気中を数センチメートルしか通過できません。アルファ粒子は人間の皮膚にも浸透できないため、体外に留まっている限り害を及ぼすことはありません。しかし、アルファ粒子を放出する放射性物質を摂取すると、イオン化を引き起こす強力な能力があるため、多くの損傷を引き起こす可能性があります。

比較すると、ベータ粒子（電子/陽電子）はより軽く、より速く移動することができます。それらはまた、アルファ粒子の半分の電荷を持っています。これは、それらの電離力がアルファ粒子と比較して少ないことを意味します。実際、ベータ粒子は数ミリメートルのアルミニウムシートで止めることができます。

ガンマ線から放出された光子は帯電しておらず、「質量がありません」。それらが材料を通過するとき、それらは材料を構成し、イオン化を引き起こす電子にエネルギーを与えることができます。ただし、それらの電離力は、アルファおよびベータの電離力と比較してはるかに小さいです。一方、これは、材料に浸透する能力がはるかに大きいことを意味します。数センチの厚さの鉛のブロックは、ガンマ線の強度を低下させる可能性がありますが、それでも放射線を完全に停止するには十分ではありません。

下のグラフは、アルファ、ベータ、ガンマ放射のいくつかの特性を比較しています

財産	アルファ線	ベータ線	ガンマ線
粒子の性質	ヘリウム原子核	電子/陽電子	光子
充電			0
質量			0
相対速度	遅い	中くらい	光の速度
相対イオン化力	高い	中くらい	低い
によって停止	厚い紙	数mmのアルミシート	（ある程度）鉛のブロックの数cm

参照：

パーティクルデータグループ。 （2013）。物理定数。 2015年7月24日、Particle Data Groupから取得：http：//pdg.lbl.gov/2014/reviews/rpp2014-rev-phys-constants.pdf