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カリウム40の自然放射線

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放射性元素には、ウランやトリウムなど、
核子が多いものが多い中で、
なぜ、質量数40のカリウムがベータ崩壊するのですか?
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回答 (全3件)

  • 回答No.1
レベル13

ベストアンサー率 64% (700/1089)

安定な同位体がない話と,ある同位体が崩壊する話を混同されているようです. テクネチウム(原子番号43),プロメチウム(原子番号61), およびポロニウム(原子番号84)以降のすべての元素は安定同位体がなく自然に崩壊します. 上記以外の元素には安定同位体がありますが,たいてい放射性の同位体が存在します (必ずあるかどうかは自信がない,多分どれにもあると思うのですが). カリウム40もそうで ...続きを読む
安定な同位体がない話と,ある同位体が崩壊する話を混同されているようです.

テクネチウム(原子番号43),プロメチウム(原子番号61),
およびポロニウム(原子番号84)以降のすべての元素は安定同位体がなく自然に崩壊します.

上記以外の元素には安定同位体がありますが,たいてい放射性の同位体が存在します
(必ずあるかどうかは自信がない,多分どれにもあると思うのですが).
カリウム40もそうです.
一番核子が少ないのはトリチウム(三重水素)です.
トリチウムは半減期12年でβ崩壊し,ヘリウム3になります.
有名なところでは,炭素14(年代測定に使われる)なんていうのもあります.

  • 回答No.2
レベル10

ベストアンサー率 31% (66/211)

中性子は自由粒子では安定ではなく、いずれ陽子状態となります。天然に存在している原子核内の中性子は、他の核子と相互作用しているため安定に存在することが出来ます(崩壊のQ値がマイナス)。しかし、中性子数が多すぎる原子核(陽子と陽子間の静電エネルギーを補ってもカバーできない)では、β崩壊のQ値が正であるために、この過程が起こりえます。
中性子は自由粒子では安定ではなく、いずれ陽子状態となります。天然に存在している原子核内の中性子は、他の核子と相互作用しているため安定に存在することが出来ます(崩壊のQ値がマイナス)。しかし、中性子数が多すぎる原子核(陽子と陽子間の静電エネルギーを補ってもカバーできない)では、β崩壊のQ値が正であるために、この過程が起こりえます。
  • 回答No.3

重元素は主に超新星爆発の際に生成するといわれています。その生成のとき、原子番号すなわち陽子の数が19個に対して、中性子が21個に偶然なったものが、カリウム40ということになります。 その生成の瞬間には、カリウム37だって38だって42だって43だって存在したでしょうが、それらは短時間のうちに壊変して別な元素になりました。39と41は安定核種なのでそのまま残存し、40は放射性ですが半減期が12.6億年 ...続きを読む
重元素は主に超新星爆発の際に生成するといわれています。その生成のとき、原子番号すなわち陽子の数が19個に対して、中性子が21個に偶然なったものが、カリウム40ということになります。

その生成の瞬間には、カリウム37だって38だって42だって43だって存在したでしょうが、それらは短時間のうちに壊変して別な元素になりました。39と41は安定核種なのでそのまま残存し、40は放射性ですが半減期が12.6億年とかなり長いので、今でも残存している・・・ということだと思います。地球や太陽系の素になった超新星爆発が100億年前くらいとすると、そのときカリウム39は今の2の8乗=256倍くらいあったはず。現在のカリウム39の存在比率は0.012%なので、100億年前にはおよそ3%あった、ということになります。

なぜカリウム39と41が安定で40が放射性なのかは・・・ちょっと勉強不足で判りません。
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