1-4 4) 核反応、放射平衡






核反応とは、入射粒子が原子核と衝突することで起こる反応のことです。
原子核反応とも呼ばれます。


原子核反応は、下の例のように記述されます。

例)酸素(質量数18)の原子核に、陽子を照射し
フッ素(質量数18)の原子核が生成し、同時に1個中性子が放出される反応
→以下のように記述します。
18O(p,n)18F 

(p は、陽子を当てたという意味です。n は、中性子が出たという意味です。)



一般に『A(in,out)B』という形式で記述されます。
Aが元々ある原子、inが照射された粒子
outが放出された粒子、Bが結果として生成される粒子です。




A→B→Cと逐次崩壊していく場合、ある程度の時間が経過すると
BとCの放射能の量的な関係がほぼ一定の比率で推移します。
この状態を放射平衡と呼びます。


放射平衡における特別な場合として、過渡平衡と永続平衡と呼ばれる平衡が知られています。


A→B→Cと逐次崩壊していく場合において
Cの放射能量がBの放射能量を上回る時を、過渡平衡と呼びます。
Aを親核種、Bを娘核種とした時に
親と娘の半減期がそれほど離れていない時に、過渡平衡となります。


A→B→Cと逐次崩壊していく場合において
CとBの放射能量がほぼ同じ時を、永続平衡と呼びます。
Aを親核種、Bを娘核種とした時に
親の半減期が圧倒的に娘核種よりも長い時に、永続平衡となります。 



過渡平衡と永続平衡のイメージ



過渡平衡(上)、永続平衡(下)
横軸Tは時間。縦軸Rは放射能量。
1、3は親核種。
2、4は娘核種。
(画像wikipediaより)