中性子照射による炭化物から窒化物への核反応

質問

N(n,p)Cという反応があります。
（知らない方、ごめんなさい）
この反応を用いると、非放射性同位体のNから放射性同位体のC-14を作ることができます。

ところで、窒化珪素（Si3N4）を中性子照射して、N(n,p)Cとした場合、Cはどのような状態でSiと結合しているのでしょうか。

炭化珪素（SiC）とは、互いに結合する原子の数が異なるので、単純な話ではないと思うのですが、ご存知の方、あるいは推論が出来る方、宜しくお願いします。

回答No.2

38endoh

中性子線を照射によって 14N から 14C を得たいのでしょうか？

14N に中性子線を照射すると，まずは安定同位体の 15N になり，続いて 16N になります。16N は放射性同位体でベータ崩壊し 16O になります。160 も安定同位体のため 17O になり…，とてもとても遠い反応な感じがしますよ。そうこうしているうちに，Si の方が放射化して崩壊してしまいそうです。また，仮に 14C ができたとしても，これはベータ崩壊によって自然に 14N に戻ってしまいます。あまり良い方法とは思えません。

有機化合物のラジカル反応を起こすためにガンマ線を照射するという話なら聞いたことがありますが，無機材料を作るのに中性子線を照射するという話はあまり聞きません。

> Cはどのような状態でSiと結合しているのでしょうか。

N の一部を C に置換したいだけなら，例えば一酸化炭素中で焼成するなど，いくらでも方法はあります。詳しくはセラミックスの本を読んでください。こういったドーパントの影響についても既知です。通常は，欠陥を生じるか，原子の価数が変化するかのどちらかです。もし XPS をお持ちなら，こういった価数の変化を実際にモニターすることもできると思いますよ。

お礼

中性子照射によるN(n,p)Cという反応は、通常起こり得る反応として認識されています。
C-14の生成反応としては最もポピュラーなものです。

ところで、ドーパントに関する情報は始めて伺いました。参考にさせて頂きます。
ありがとうございました。