知恵袋ユーザー

2004/12/12 15:15

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ベータ崩壊について。 「ベータ崩壊では原子核の中性子が陽子に変わって原子番号が 　１つ増える。」と

ベータ崩壊について。 「ベータ崩壊では原子核の中性子が陽子に変わって原子番号が 　１つ増える。」と ベータ崩壊について。 「ベータ崩壊では原子核の中性子が陽子に変わって原子番号が 　１つ増える。」と高校の物理の時間に習いました。 いままで「ベータ崩壊」とはそういうものと覚えてきましたが 大人になって「何故、中性子が陽子に変わるの？」とか 「中性子が陽子に変わるときに何が起きているの？」とか疑問に 思うようになりました。 いったいベータ崩壊とは原子の中で何が起こっているのですか？

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知恵袋ユーザー

2004/12/12 15:29

最低限の説明や理解の範囲ですが、参考URLのように、 中性子について調べると、中性子は、かなり不安定な 核子であることがわかります。(15分程度で崩壊など) 中性子の短い寿命を考えると、原子核の中でも、中性子の崩壊の ような現象が起きているかもしれないと予想します。 （中性子の崩壊で出る電子は、すぐに核内の陽子に捕まると 予想できます。この場合、核は変化しないから。） ベータ崩壊になる場合は、中性子が過剰な状態で、崩壊した 中性子の電子が、外に出てしまうケースになるでしょう。 化学変化の式のように、核子などの変化を記述した式を 調べると、もう少し理解できるでしょう。 ・β－崩壊：　ｎ →　ｐ ＋ ｅ－ ＋ -νｅ ・β＋崩壊：　ｐ →　ｎ ＋ ｅ＋ ＋ νｅ のようになる式です。ｎは中性子。ｐは陽子です。 ｅは電子と陽電子、νｅの所は電子ニュートリノです。 陽子の寿命は非常に長いので、ｐの崩壊式のほうは、めったに 起きないでしょうけど。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E6%80%A7%E5%AD%90

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その他の回答（5件）

知恵袋ユーザー

2004/12/13 12:00（編集あり）

基本的には，原子核がより低いエネルギーの状態になれる時のエネルギー放出の一つの形ですね。この壊変（近頃は用語が変わってきてます）では「弱い相互作用」という，核力（強い相互作用）の1兆分の1程度の強さの相互作用が関与しています。弱い力による反応確率は低く，強い相互作用や電磁相互作用による反応が物理的に禁止されている状態で，ある程度長い時間や多数の対象を観測していないと反応を検出できません。 よくみられるベータ（マイナス）壊変は中性子が電子と反ニュートリノを放出して陽子に変化して，よりエネルギーの低い原子核状態となります。近頃話題のPET（陽電子断層撮影）では，例えばフッ素18の陽子が陽電子とニュートリノを放出して中性子となり，陽電子が普通の電子と反応して消滅する時の高エネルギー光子を利用しています。このフッ素18の反応がベータプラス壊変で，フッ素18は酸素18となって安定します。

知恵袋ユーザー

2004/12/12 16:06

8632634さんがはぼ正しい。 しかし、実際はベータマイナス崩壊も良く起こります。要は原子核の余分なエネルギーをどう外部に放出するかの問題で、陽子単独の寿命とは直接関連はないのです。

知恵袋ユーザー

2004/12/12 15:29

単純に言うと、中性子より陽子の方が安定なので、ベータ崩壊が置きます。原子中ではなく、単独の中性子は約15分程度で陽子に崩壊することが知られています。 坂道を転がる球のように、物理現象は安定な方向に進みます。逆に陽子から中性子に崩壊する現象はありません。

知恵袋ユーザー

2004/12/12 16:19（編集あり）

陽子や中性子はクォークでできている。 クォークには数種類ある。 ・陽子は、　uud の３つの組合せ。 ・中性子は、udd の３つの組合せ。 注）u はアップクォーク、d はダウンクォーク。 中性子は陽子よりわずかに重いだけの、電荷を除いてまるで陽子と双子のような粒子。 単独の中性子は、15分足らずで電子と反ニュートリノを放出して陽子に変わる。 原子核から放射される電子線をベータ線と呼んだことから、この変化を「ベータ崩壊」という。 宇宙には４つの基本的な力がある。重力、電磁気力、強い力、弱い力である。 「ベータ崩壊」は「弱い力（弱い相互作用）」＝Ｗ,Ｚ粒子の交換によって起こるとされている。 注）Ｗ粒子,Ｚ粒子は光子（光）と同じく、力を媒介するゲージ粒子のグループに属する。 http://www.gekkou.or.jp/g-8/sience-6.html http://www.kek.jp/kids/class/particle/force.html

知恵袋ユーザー

2004/12/12 15:24

べジーたがビック版アタックを決めました。相手はフリーザです。