原子核の崩壊様式

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

（メモ）セシウム134のβ崩壊とγ崩壊。（出典は後日） http://t.co/vysqxGMV

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吉田悦子Etsuko Yoshida @kittymuu

@y_mizuno すみません。自分では一般だと思っているのですが、全く分かりません。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

すみません。説明があれば理解可能という意味です。ごめんなさい。後で説明します。@kittymuu 自分では一般だと思っているのですが、全く分かりません。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

なんだか、辛くなってきた。いったい、あんなことを説明して、いったい、誰の幸せになるんだろう。いや初心にかえって、客観的になろう。誰かの役に立つこともあるだろう。本当は、非常に役立つ。でもそれは専門家だけなんだ。いったい、専門性って何だろうね。それは、それが必要になった時と同値。

吉田悦子Etsuko Yoshida @kittymuu

@y_mizuno 浅はかな発言をしてしまい大変失礼致しました。ご返事ありがとうございます。ほっとしました。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

やっぱり無理だわ。一言でも、１４０文字でも、１０ツイートでも、たぶん足りない。原子構造から、量子力学から、説明しないといけない。絶対に、終わりませんね。でも金田先生の一般向け資料にも出てくるんだよね。どうされているんだろう？

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@kittymuu 専門家向けと書くと、バカにするな、教師面するな、とか怒り出す人もいらっしゃって。上から目線だとか。いったい、どうすればいいんだろうと。事実を述べているだけのつもりなのですが。だから、一般の方にも理解可能と書きました。もちろん、必要な説明があれば、という意味。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

そうですね。まったく、説明なしだったですから。失礼しました。　@uncorrelated 質問者が、その図のどの情報を知りたいかが重要だと思います。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

http://t.co/baN3gJkf - これを原子核の崩壊様式と呼ぶ。上下方向（y軸）にはエネルギー、左右（x軸）には原子番号を取る。水平線は原子核の励起状態の高さ（その状態のエネルギー準位）を意味する。矢印は、状態間の遷移。この時に出る余分のエネルギーが放射線。

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MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

http://t.co/baN3gJkf - 原子核にも実は基底状態もあれば、励起した（内部エネルギー状態が高い）不安定な励起状態もある。I-131は原子炉内の核分裂で作られるが、その基底状態が実は不安定。不安定の原因は安定なI-127に比べて中性子が４個も多いため。

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MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

http://t.co/baN3gJkf - 不安定I-131は半減期8日で、多すぎる中性子を陽子に変え、より安定な状態に遷移する。この変化は核内で自然に起こる。核内の１個の中性子が核内で１個の陽子に変化。その瞬間に忽然と電子が発生し外に出る。この電子こそ放射線のβ線。

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MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

http://t.co/baN3gJkf - だからI-131からはまずβ線が出る。この図の左側は、そのβ線の出方を示す。左上の太線はI-131の基底状態。そこから矢印が複数＝行き先が多いから。行き先＝Xe-131の励起状態（右側の多数の水平線）、それが多いことが原因。

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MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

http://t.co/baN3gJkf - I-131のβ崩壊の行き先（Xe131の励起状態）は６通りで、よく見ると89.9%は特定の状態に落ちてる。この水平線を見ると、左端に5/2+、右端に364.490と書いてある。364.490keVはその状態の励起エネルギー。

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MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

これは分岐比(branching ratio)と呼ばれています。いろいろな行き先があって（許容遷移なので）その比率です。そのどこかへ落ちる。これら合計で100％という意味で。　@uncorrelated Y軸に添えてある2.10%とか0.651%は存在量ですか？

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@uncorrelated これはGJ！　http://t.co/ZB72QzoU　訂正を：基底状態は１つで、そこからの行き先の分岐（行き方、I-131基底状態からXe131励起状態への状態遷移の分岐）が、何通りもある。右端は、その励起状態の寿命時間。あとは最高に明解！感謝です！

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MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@uncorrelated β線のエネルギーは、I-131の基底状態（左上の水平線）と、Xe131の励起状態（たくさんの水平線のどれか）、の間、の間隔、に、対応します。そのβ線のエネルギーは、Qβ=970.8から、そのγ線のエネルギーを、引き算した値になる。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

http://t.co/baN3gJkf　I-131はβ崩壊して大部分はXe131の365keVの励起状態に落ちる。でも励起状態だから不安定、さらに安定になろうとして同じXe131の基底状態に至りやっと落ち着く。この時に出る余分のエネルギーがγ線。今の場合は365keVの矢印。

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MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

http://t.co/baN3gJkf　するとI-131からは６通りの異なるエネルギーのβ線が出る。対応して６通りの異なるエネルギーのγ線が出ている。でもその大部分約90%は365keVのγ線。このγ線に対応するβ線のエネルギーは606keV（β線としての最大エネルギー）。

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MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

はい、そういうことです。Sr90なんかは、直接に、相手の基底状態に落ちてしまうので、γ線を出しません。そんなのも含めて。@uncorrelated 89.9%のケースでβ線を出した場合、970.8-364.490=606.31eVのエネルギー量を出すと言うことでOKでしょうか？

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

はい原子番号で（陽子の数で）並べます。右には陽子数が増えるように。だから普通のβ-（βマイナス）崩壊では、原子核内では陽子数が１だけ増えるので、その右側に書けるわけですね。@uncorrelated 「左右（x軸）には原子番号」は、原子量ではなくて原子番号でよろしいでしょうか？

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

@uncorrelated 素晴らしい。なお、自明な誤記訂正として挙げさせていただくなら、②でΒ→β、③でβ線→γ線、経過時間→寿命（励起状態）、「606keV放出」は縦方向の紫矢印に重ねる。くらいでしょうか？　（でも今夜はこれで上出来。また明日にでも...）

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

ありがとうございました。m(__)m @uncorrelated 上下2枚構成 http://t.co/YM4ya7fQ で、多少分かりやすくなると思います。

kato takeaki @katot1970

@uncorrelated @y_mizuno ２の所はＢ線を出すと書いてある所はβ線ですね。で、３の所の「放射性Xe」は、「励起状態にあるXe」が正しいです。そしてβ線ではなく、γ線をだして、下の矢印の基底状態のXeになります。

kato takeaki @katot1970

@uncorrelated @y_mizuno 左側は、こっちの図ではなく前の図の方がよろしいかと。前の図の１->２でβ線を出します。ヨウ素131がβ線を出してXe131になった後のXe131がいろいろな状態を持っているというのがこの図の趣旨なのです。

MIZUNO Yoshiyuki　水野義之 @y_mizuno

その意味では、安定状態→基底状態、です。両方とも、基底状態、でよいです（ヨウ素は、放射性同位体の基底状態。キセノンは安定同位体の基底状態）。@uncorrelated @katot1970 http://t.co/2Ugu2YVY 「励起状態にあるXe」はこれから直しますね。