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壊変図式（かいへんずしき、Decay scheme）とは放射壊変の推移とそれらの関係を図示したものである。 壊変図式には、一番上に初期状態の核種（元素記号とその左上に質量数、左下に陽子数）が書かれ、その付近に半減期が、更に崩壊モードが特殊な核種（電子捕獲など）はに崩壊モードが書かれている。上から階層的になっており、一番下が最終状態である。初期状態から最終状態への遷移は矢印によって表され、その矢印は放射線の種類およびエネルギー、崩壊後の遷移先である励起状態とその遷移確率が明記されている。その各励起状態を表す横線の左端にはスピンパリティが、右端には状態エネルギーが書かれているものもある。 ==放射性同位体の壊変図式== それらの関係は複雑に込み入っている事もあるので、まずは簡単な例から示そう: コバルトの同位体であるコバルト60〔K.H.Lieser ''Einführung in die Kernchemie'' (1991) S.223, Abb. (7-22); ISBN 3-527-28329-3〕の壊変図式を示す。60Coは電子を放出して崩壊し (ベータ崩壊)、半減期5.26年で励起状態の60Niになり、その崩壊の過程で極めて短い時間の間に2回のガンマ崩壊を起こす。 壊変図式は直交座標系と考えると非常に便利である。縦軸がエネルギーを表しており、下から上へと上昇していく。横軸は陽子数を表しており、左から右へと増加していくと考えることが出来る。ガンマ線（縦の矢印）はガンマ崩壊時に放出されるガンマ線エネルギーを表しており、ベータ線（斜めの矢印）はベータ崩壊時に放出されるベータ線の最大エネルギーを表している。 ニッケルはコバルトの右側にあるが、ニッケルの陽子数は28であり、コバルトの27よりも1つ多い。これはベータ崩壊において、1つの中性子が1つの陽子に変化しその結果陽子数が1つ増えているわけである。陽電子を放出するベータ崩壊（詳細はβ+崩壊を参照）や、後述のアルファ崩壊においては斜めの矢印は右から左へと向い、これらの場合は陽子数は減少する。 壊変図式においてエネルギーは保存しており、放出された粒子がエネルギーを運び去る。この為、矢印は必ず（垂直または斜めに）上から下へと向かう。 ここで幾らか別の種類の壊変図式も見てみよう：198Au 〔K.H.Lieser, ''Nuclear and Radiochemistry'' (2001), p.61, Fig 5.12; ISBN 3-527-30317-0〕は、天然の金（197Au）に中性子を照射することによって作る事ができる〔日本アイソトープ協会, ''アイソトープ手帳 第10版'', p66, ISBN 978-4-89073-125-1〕。198Auはベータ崩壊により2つの励起状態を経由するか、もしくは直接水銀の同位体である198Hgへと崩壊する。図において、水銀は金の右側にあるが、金の原子番号は79であり、水銀は80である。励起状態からは極めて短い時間（2.5および23ピコ秒。1ピコ秒は1兆分の1秒、すなわち10-12秒である）で最終状態へと崩壊する。 励起状態の原子核は通常、極めて寿命が短く、崩壊はほとんどベータ崩壊の直後に起こるが（上記参照）、テクネチウムの励起状態は比較的長い寿命を持っている。このような原子核の事を核異性体（Nuclear isomer、または単にアイソマーという〔物理学小事典,p1,ISBN 4-385-24016-7〕）。これはしばしば準安定状態と呼ばれる（準安定状態の英語表記meta stableの頭文字mを取って次のように表記される99mTc 〔H.Krieger, ''Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes'' (2007), S.117, Fig 3.15; ISBN 978-3-8351-0199-9〕）。そのガンマ崩壊が起こるまでの平均寿命は6.01時間である〔日本アイソトープ協会, ''アイソトープ手帳 第10版'', p38, ISBN 978-4-89073-125-1〕。 ここで我々は、アルファ崩壊を取り上げることにしよう。マリ・キュリーによって発見されたポロニウムは、210の原子量を持つ。210Poは、ウラン系列に属し、その最後から2番目に位置し、それは安定な鉛の同位体へと半減期138日で崩壊する。殆ど全ての場合、崩壊は5.305MeVのアルファ粒子を放出して起こるが、0.001%の確率でα線のエネルギーが低いことがある。この場合、206Pbの励起状態へと崩壊してしまい、そこからガンマ崩壊によって安定状態へと崩壊する。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア（Wikipedia）』 ■ウィキペディアで「壊変図式」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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