核種とは

核種は、陽子と中性子のセット数を持つ原子です。 通常、元素の同位体であり、安定または不安定です。 不安定な核種は放射性です。 既知の核種は約1,700個あり、そのうち1,400個は放射性です。

「核種」と「同位体」という用語は時々交換可能に使用されますが、同義語ではありません。 同位体は、中性子の数が異なる同じ元素のセットです。 同位体は核種ですが、核種は必ずしも同位体ではありません。

要素は、所有するプロトンの数によって定義されます。 元素の周期表は、各元素の陽子の数で並べられています。 周期表の各元素は核種であり、各元素のすべての同位体も同様です。

通常、核種の科学的概念は^A _Z Xと表記されます。Xは元素の記号、Zは陽子の数、または原子番号を表し、Aは質量数、または陽子と中性子の数を表します要素内。 たとえば、リチウムの概念は⁷ ₃ Liと表記されます。 これは、7マイナス3が4であるため、リチウムには3つのプロトンと4つの中性子が含まれていることを示しています。リチウムには、リチウム^6と表記される⁶ ₃ Lなどの同位体もあります。 リチウム6には3つの中性子しか含まれていません。

陽子はすべて正電荷を帯びているため、自然に互いに反発します。そのため、中性子の安定化の影響が元素を無傷に保ちます。 核種が軽い場合、通常、陽子と中性子の数が等しいかほぼ等しいときに安定です。 元素が重いほど、安定させるために必要な陽子に対する中性子の比率が大きくなります。

不安定核種は放射性であり、自然発生または人工的に生成されます。 不安定な核種が放出する放射線には、アルファ粒子またはベータ粒子、またはガンマ線の3種類があります。 アルファ粒子およびベータ粒子は、体内への侵入を簡単に防ぐことができるため、かなり無害です。 しかし、ガンマ線は非常に有害であり、放射性元素が非常に危険と見なされる理由です。 不安定な核種の分解は放射性崩壊と呼ばれます。

不安定な核種は最終的に安定した核種に崩壊します。 各放射性核種には、半減期として知られる一定の崩壊速度があります。 特定の元素の半減期を把握し、特定のオブジェクトに存在する安定核と不安定核の比率を測定することで、科学者は化石や人工物の年代を知ることができます。

原子力発電所は、核分裂と呼ばれるプロセスによってエネルギーを作り出すために核種も使用します。 原子炉内で発生する核分裂は、より重い核種をより軽い核種に分解します。 この反応は、植物によって利用されるエネルギーを放出します。 核分裂プロセスで使用される核種であるウラン235は放射性同位体であるため、原子力はしばしば危険と見なされます。