![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/06/6-1.png)
■放射線の性質を確認しよう
順番に見ていこうか。まず
![Rendered by QuickLaTeX.com \alpha](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-02d27772bcf20db8d22b05191676ca66_l3.png)
線,
![Rendered by QuickLaTeX.com \beta](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-44f693dec9dc0c62aa2fed122fbc860c_l3.png)
線,
![Rendered by QuickLaTeX.com \gamma](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f91b263341b984c8c47dafc86230e21e_l3.png)
線について確認しておこう。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-4.png)
強弱はあるけど一応どの放射線も電離作用を持っているのね。だから①ではではないわね。
![Rendered by QuickLaTeX.com \alpha](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-02d27772bcf20db8d22b05191676ca66_l3.png)
線と
![Rendered by QuickLaTeX.com \beta](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-44f693dec9dc0c62aa2fed122fbc860c_l3.png)
線は電気量を持っているから,磁場中で運動するとローレンツ力を受けて曲がるわよね。つまり,曲がらないのは
![Rendered by QuickLaTeX.com \gamma](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f91b263341b984c8c47dafc86230e21e_l3.png)
線ね。だから②も違うわね。
次は
![Rendered by QuickLaTeX.com \alpha](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-02d27772bcf20db8d22b05191676ca66_l3.png)
崩壊と
![Rendered by QuickLaTeX.com \beta](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-44f693dec9dc0c62aa2fed122fbc860c_l3.png)
崩壊の説明ね。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-5.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \beta](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-44f693dec9dc0c62aa2fed122fbc860c_l3.png)
崩壊では原子番号が1増えるので,③も違うわね。
自然界にある物質では,ウランやラジウムなど,同位体によっては放射線を出す物質はあるね。だから④も違うね。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/06/6-2.png)
■ばらばらだとエネルギーが変わる
まず「核子」っていうのが,陽子と中性子のことね。原子核を構成している粒子ということね。
問題文の最初にある「原子核がもつエネルギーは,ばらばらの状態にある核子がもつエネルギーの和よりも小さい」ということなので,図にするとこんな感じ?
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-6.png)
そうだね。
![Rendered by QuickLaTeX.com $$\Delta E=E_2-E_1$$](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-89044da9d37f114c68c7f2c11f9a39e1_l3.png)
ということだね。核子がくっついている原子核をばらばらにするにはエネルギーが必要で,逆にばらばらの核子がくっつくとエネルギーを放出するんだ。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-7.png)
■質量はエネルギー!
そうだね。この原子分野でよく出てくる,質量とエネルギーの関係を知ってる?
アインシュタインが「質量はエネルギーだ!」と説明した有名な式だよ。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-8.png)
[laetx]c[/latex]は問題文にもある通り,真空中の光の速さで,3.0✕108m/sという定数なので,実質「質量はエネルギーだ!」って言ってるんだよ。
実は陽子と中性子の数が同じでも,原子核としてくっついているときよりも,ばらばらのときの方が全体の質量が大きいんだ。
■質量を求める
原子核の質量は
![Rendered by QuickLaTeX.com M](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-1b838e1494d83efd7ba0b5cb4729cab7_l3.png)
とあるわね。
そうだね。なので,ばらばらの状態のときが問題だね。原子番号と質量数ってなんなのか説明できる?
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-9.png)
そうだね。そう書くんだけど,その数字はそれぞれ何を表しているの?
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-10.png)
この関係から,陽子の数=原子番号だけど,中性子の数はどう表せる?
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-11.png)
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-12.png)
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-13.png)
求めたいのは,エネルギーの差
![Rendered by QuickLaTeX.com \Delta E](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-717351fc0e05f117c1a33bc9c5ec5c21_l3.png)
だから,
![Rendered by QuickLaTeX.com \begin{eqnarray*}\Delta E&=&E_2-E_1\\&=&\{Zm_p+(A-Z)m_n\}c^2-Mc^2\\&=&\{Zm_p+(A-Z)m_n\-M\}c^2\end{eqnarray*}](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f1abe3be042baf1625dd13b3024706be_l3.png)
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/06/6-3.png)
■陽子の数,中性子の数は保存する
内容としては,太陽の中心部で起こっている難しい話だけど,問題としては難しくないよ。
まず核反応式があるけど,左辺と右辺で陽子の数と中性子の数が保存されるのはいいよね。
陽子と中性子が突然消えたり,いきなり現れたりしないっていうことね。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-14.png)
できる原子核の質量数を
![Rendered by QuickLaTeX.com x](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c4dff4ff5a0c3049aea5fac100d846bf_l3.png)
,原子番号を
![Rendered by QuickLaTeX.com y](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-71f0125858d48afdfc3a23e31eb4a90c_l3.png)
とすると,
![Rendered by QuickLaTeX.com $$3+3=4+x$$](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-82e0407cbee7958b40b3d16108a80207_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com $$2+2=2+y$$](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-a0d677184ad6e48612a50e6d765a128f_l3.png)
が成り立つよね。
計算すると,
,![Rendered by QuickLaTeX.com y=2](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-5efbcac4e432a009cfd2026bb5bedfaf_l3.png)
となるわね。でもこれだと,選択肢に答えがないわ。
原子番号,質量数が両方とも2というのは無いね。でも同じ意味のがあるんじゃない?
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-15.png)
そうだね。同じことだよね。次はこの反応でエネルギーが放出されるのか,吸収されるのかなんだけど,太陽の中心部で起こっている反応なんだから,だいたい分かるでしょ。
太陽はエネルギーを放出しているから「放出」が答え?
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-16.png)
一度核子がばらばらの状態を経由して考えるんだ。このとき,エネルギーの吸収よりも,放出のほうが大きいので,差し引き放出になるんだ。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-18.png)
その通り。他にも縦軸にエネルギーを取って,こんな風にも表すことがあるよ。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/6-17.png)