アルファ崩壊のソースを表示

{{Expand English|date=2024年8月}}
{{原子核物理学}}

'''アルファ崩壊'''（アルファほうかい、α崩壊、{{lang-en-short|alpha decay}}）とは、[[不安定核|不安定]]な[[原子核]]が[[放射線]]として[[アルファ線|アルファ線（α線）]]を放出する[[放射性崩壊]]の一種である。アルファ崩壊が発生する原因は[[量子力学]]における[[トンネル効果]]である<ref>[[#Gamow(1928)|Gamow(1928)]] 及び {{citation|title=Quantum Mechanics and Radioactive Disintegration|author=R. W. Gurney, E. U. Condon|year=1929|ref=GC(1929)}}</ref>。'''アルファ壊変'''（アルファかいへん）ともいう<ref>[[#富永、佐野 2018|富永、佐野 2018]] p.17.</ref>。

==概要==
アルファ崩壊は、ある原子核が[[アルファ粒子]]（[[陽子]]2つ、[[中性子]]2つの、[[ヘリウム4]]の[[原子核]]）を放出し、[[原子番号]]と[[中性子]]数が2減る。[[Image:Alpha Decay.svg|thumb|アルファ崩壊|232x232ピクセル|左]]例えば次のような崩壊の事を指す<ref>Suchocki, John. Conceptual Chemistry, 2007. Page 119.</ref>
:<math>{}^{238}_{92}\hbox{U}\;\to\;{}^{234}_{90}\hbox{Th}\;+\;{}^4_2\hbox{He}^{2+}</math>

これはより一般的には次のように記述される。
:<math>{}^{238}\hbox{U}\;\to\;^{234}\hbox{Th}\;+\;\alpha</math>

アルファ粒子はヘリウム4の原子核でもあり、質量数や中性子数の減少はヘリウム原子核分と等しい。アルファ崩壊は一つの原子が二つの原子へと分かれる[[核分裂反応]]ととらえることもできる。

なお、崩壊の際にアルファ粒子は原子核内で働く[[強い相互作用|核力]]（強い力）を振り切り、上回るだけのエネルギーを持つわけではない。アルファ崩壊は[[トンネル効果]]によりアルファ粒子がエネルギーの壁を通り抜け、原子核から飛び出すことにより起きている。原子核外へは強い力が及ばず、さらに原子核とアルファ粒子の間には[[電磁相互作用|電磁気力]]による斥力が働いているため、一度外へ出たアルファ粒子はそのまま原子の外へ高速で飛び出すことになる。

重い原子核が分裂することであるアルファ崩壊により[[アルファ線]]が放出されるが、アルファ崩壊を起こす元素は[[崩壊系列]]の中においても限られ、崩壊系列のひとつである[[ウラン系列]]においては[[ウラン238]]([[半減期]]は45億年)、[[ウラン234]](半減期は24万年)、[[トリウム230]](半減期は7万7千年)、[[ラジウム226]](半減期は1600年)、[[ラドン222]](半減期は3.82日)、[[ポロニウム218]](半減期は3.05分)、[[ポロニウム214]](半減期は164[[マイクロ秒]])、[[ポロニウム210]](半減期は138.4日)である<ref>[[#アリソン 2011|アリソン 2011]] p.63.</ref>。半減期が短いほど高水準の放射性活性が短期間続き、半減期が長いほど低水準の放射性活性が長期間続く<ref>[[#アリソン 2011|アリソン 2011]] p.64.</ref>。[[アレクサンドル・リトビネンコ#中毒死事件|アレクサンドル・リトビネンコ暗殺]]の死因は[[ポロニウム210]]による体内被曝とされている<ref>[[#アリソン 2011|アリソン 2011]] p.65.</ref>。

==脚注==
<references />

==関連項目==
*[[放射性崩壊]]
**[[ベータ崩壊]]
**[[ガンマ崩壊]]
*[[アルファ粒子|アルファ粒子(線)]]
**[[ガイガー・ヌッタルの法則]]
**[[トンネル効果]]
*[[井戸型ポテンシャル]]

==参考文献==
*{{Cite book|和書
|author=ウェード・アリソン|authorlink=ウェード・アリソン
|year=2011
|title=放射能と理性-なぜ「100ミリシーベルト」なのか
|publisher=[[徳間書店]]
|series=
|isbn=978-4-19-863218-2
|ref=アリソン 2011
}}
*{{Cite book|和書
|author=富永健
|author2=佐野博敏
|year=2018
|title=放射化学概論
|edition=第4版
|publisher=[[東京大学出版会]]
|series=
|isbn=978-4-13-062512-8
|ref=富永、佐野 2018
}}
*{{Cite book|和書|title=原子核物理学|author=エンリコ・フェルミ|editor=小林稔|year=1954|publisher=吉岡書店|ref=フェルミ(1954) }}
*{{citation|title=Zur Quantentheorie des Atomkernes|author=G. Gamow|year=1928|url=http://www.nssp.uni-saarland.de/lehre/Vorlesung/Kernphysik_SS13/History/Papers/Gamov.pdf|ref=Gamow(1928) }}
*{{Cite book|和書|title=原子核はなぜ壊れるか 放射性崩壊の鍵|author=山田 勝美|year=1987|publisher=丸善出版|ref=山田(1987) }}

{{核反応}}
{{放射線}}

{{DEFAULTSORT:あるふあほうかい}}
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