物質の相互作用③
光子と物質の相互作用、次は電子対生成
光子が物質に飛んで来ました〜エネルギー1.02MeV以上の！
物質の原子核付近を通過する時に
光子が消滅して電子と陽電子の対を
生成すること。
そのうち陽電子は停止する時に
電子と結びついて2本の
0.511MeVの光子（消滅放射線）を
互いに正反対の方向に放出する。
以上！、３つの光子と物質の相互作用でした
。
もう一つ抑えるべきポイントが
原子断面積（相互作用の起こりやすさ）が
原子番号Zに比例する。
光電効果ではZの5乗、
コンプトン効果ではZの1乗、
電子対生成ではZの2乗に。
よく分からんでもこの数値は抑えておく。
そのまま問われたりする。
初級10版P.76の図も大事。
3つの相互作用がどういう条件の時に
支配的か？
エネが低い時には光電効果とか、
物質の原子番号が大きい時には‥とか。
理解が深まるように、続けて初級P.78〜84の演出問題を解く！
問10〜13のような問題も良く出るのでここでマスターする。
物質の相互作用②
何が違うの？？
発生場所が違う‼︎
X線は原子から。
光子と物質の相互作用、次は
コンプトン効果（散乱）。
光子が物質に飛んで来ました〜
光子は物質の自由電子又は
軌道電子（最外殻（1番外側の軌道））と
衝突、エネルギーを失う。
光子が失ったエネルギーは
衝突した電子に分け与えられる。
衝突された、
エネルギーをもらって
飛び出た電子をコンプトン電子という。
衝突前の光子を入射光子、
衝突後の光子を散乱光子という。
散乱光子のエネルギーは入射光子に比べて
エネルギーは低い（コンプトン電子の方に
エネルギー持っていかれてるから）。
エネルギーが低くなる＝波長は長くなる
（波長とはその名の通り波の長さ。
1波長は山の始まりから谷の終わりの長さ
『〜』←コレ
エネルギーが高ければこの長さが短くなる）
衝突の前後でエネルギーが保存される
弾性散乱である。
散乱光子のエネルギー＝入射光子のエネルギー ➖コンプトン電子のエネルギー
10版初級P.70の式を覚えよう！
反跳電子（コンプトン電子）の
エネルギーMax時を問うのが出る。
反跳エネMax時＝散乱光子エネMin時
散乱光子エネがいっちゃん小さい時ってのは
180度の方向に散乱の時。
それを上記式に入れて散乱光子エネ求まる。
入射光子エネ➖散乱光子エネ＝反跳エネMax値が出る‼︎
物質の相互作用
物理分野で一番と言っても
過言ではない
超絶重要なのが
放射線と物質の相互作用。
コレナニカ⁇
放射線が物質中に入ると
どんな事が起こるか、
というもの。
更に最も重要なのが
光子と物質の相互作用。
それについて早速！
それは３つある。
１．光電効果
光子が物質に飛んで来ました〜
光子は物質の軌道電子（と原子核）に
エネルギーを全て与え、
自分（光子）は消えて無くなり、
軌道電子を飛び出させる。
飛び出した軌道電子を光電子という。
内殻の軌道電子（K殻という。）
と起こりやすい。
光電子のエネルギーは
光子のエネルギーから
軌道電子の束縛エネルギーを引いたもの。
軌道電子は束縛されて軌道にいます。
かわいそうに。。
反対にNo束縛自由人は自由電子という。
あと二つは加筆していきます。
とりあえず光電効果。
γ線、核異性体、内部転換、オージェ効果、エックス線ナドナド
壊変に続いては
γ線の放出について。
α壊変やβ壊変等の後…
わたくし
まだエネルギーの高い
励起状態で
ゴザァまして‥
不安だ、不安定だ‼︎
どうしよう‥(ﾟДﾟ;)。。
γ線出るぅ～。
↓ す ↓ る ↓ と ↓
安定（基底状態）
(-_-)(-_-)(-_-)
になる。
γ線の正体は電磁波。
壊変後の質量数と原子番号（陽子数）の
変化は‥なし‼︎
励起状態って不安定で
すぐに安定になりたいので
寿命が短い。
だけど、寿命が長い
励起状態ってのがある。
それを、、
核異性体という。
こいつも
γ線を出して安定になる。
核異性体が
γ線を出して安定になることを
核異性体転移（IT）
という。
もう一つ、二つ、、
そのエネルギーを軌道電子に与える。
それによって軌道電子が飛び出る。
このことを内部転換といい、
飛び出た軌道電子を内部転換電子という。
そのエネルギーを軌道電子に与える。
それによって軌道電子が飛び出る。
このことをオージェ効果といい、
飛び出た軌道電子をオージェ電子という。
内部転換とγ線の放出は競合し、
オージェ効果とX線の放出も競合する。
（競合って…
その状況になったら
どちらかが必ず起こるよ！
ってことかな。。）
こやつら全部、マスト！！
ヨロシク！！！
壊変について
物理分野の大変重要なところ
壊変！！
壊変とは…
不安定な原子核が
安定になるために
放射線を出して
別物になること。
不安定（励起状態）
(ﾟДﾟ;)(ﾟДﾟ;)(ﾟДﾟ;)
放射線を出す！
↓ す ↓ る ↓ と ↓
安定（基底状態）
(-_-)(-_-)(-_-)
こんなイメージ。
励起状態とは
エネルギーが高い状態で、
それに対して
基底状態とは
エネルギーが低い状態のこと。
イライラとか
不安とか
心配な状態の時って
何とかして解消したいって
人間思ったり
行動したりすると
思うんだけど‥
それ！
そんなイメージ。
それが
壊変。
壊変には種類があって
α壊変
β-壊変
β+壊変
EC壊変
の４つ。
それぞれ
α線を出して別物になる、
β−線を出して別物になる、
β+線を出して別物になる、
軌道電子K殻を捕まえて別物になる。
壊変後の質量数と原子番号（陽子数）の
変化は‥
He原子核で、
それが飛び出るので
質量数Aが4減り、
原子番号Zが2減る。
β線の正体は電子。
β−壊変は中性子が陽子に変わるので
Aは変わらず、
Zが1増える。
β−線（陰電子）と
β+壊変は陽子が中性子に変わるので
Aは変わらず、
Zが1減る。
β+線（陽電子）と
中性微子（ニュートリノ）が出る。
EC壊変は軌道電子を捕獲して
陽子が中性子に変わるので
Aは変わらず、
Zが1減る。
特性X線かオージェ電子を放出する。
ニュートリノ（中性微子）を放出する。
オージェ効果
励起状態（エネルギーが高い不安定な状態）の原子がそのエネルギーを軌道電子に与え、軌道電子がその軌道から飛び出ること。飛び出た電子をオージェ電子という。
解いて問題
管理I
57回問2-I、55回問2、52回問5- I・問4、50回問2
管理II
58回問3、56回問2、55回問21、53回問6、52回問6・3、51回問5
以上‼︎
繰り返しですが、
壊変はめっちゃ大事なとこです。
原子、原子核について
ブログタイトルに反する
こんな内容の記事は書いては…
こんなこと書いてる＆分かりやすく図とか
入れて説明しているブログなど
腐るほどあるので
不本意ではあるのですが…
まだ４月ということで許して下さいm(__)m。。
原子とは物質を細かく細かく細かくしていって、
これ以上細かくは無理だって！、
っていう最小単位。
原子の集まりで性質を持ったものが分子。
H2O
これは水分子。
原子‥
どれくらい小さいかと言うと
原子の半径は10の－10乗、
原子は原子核と軌道電子から成る。
原子核の半径は10の－15乗〜－14乗。
原子核の周りでは電子がくるくる運動している。
陽子と電子は電荷（➕➖の電気の性質）を持っている。
陽子は➕、電子は➖、中性子は持っていない。
陽子と中性子の重さはほぼ同じ
（少しだけ中性子の方が重い）。
この二つは電子の約1800倍の重さ。
陽子数+中性子数＝質量数
陽子数＝原子番号＝軌道電子数
どうぇす！
