放射化学について

質問

目的核種に照射した際に励起（壊変も？）するわけですが
飽和に達した時間以上照射した場合
目的核種は全元素、励起（壊変？）するのでしょうか？

全元素が励起する、もしくは元素の何％かまでしか励起しない理由があるのなら教えてください。

放射化学の本で調べてみましたが書かれていないので
カテゴリー違いなのかもしれませんが…

回答No.2

sanori

再びお邪魔します。

なるほど。そういうことですか。

以下、勝手に考えた説明です。

モデルを単純にするために、照射される物体を、目的核種の組成が１００％の非常に薄い板であるとしましょう。

照射される粒子は、目的核種に当たるか、板を突き抜けるかの２通りの運命しかありません。
当るか否かは確率事象なので、未励起の目的核種が板の中に多ければ多いほど当りやすくなります。
残った目的核種が少なくなるほど、当りにくくなります。
これを式で表すと、

当りやすさ　＝　残った目的核種×定数

当たるということは、「未励起の核種を減らす」ということと同じなので、

照射量をφ、残っている目的核種の数をＮとおけば
－ｄＮ／ｄφ　＝　定数×Ｎ
ｄＮ／Ｎ　＝　－定数・ｄφ
logＮ　＝　－定数・φ　＋　定数その２
Ｎ　＝　ｅ^（－定数・φ＋定数その２）
　＝　定数その３ × ｅ＾(－定数・φ)

照射量φがゼロ（未照射）のときの目的核種数ＮをＮ0と置けば、
Ｎ0　＝　定数その３ × ｅ^0　＝　定数その３
よって
Ｎ　＝　Ｎ0 × ｅ＾(－定数・φ)

つまり、照射量が増えて「定数×φ」が１増えるごとに、Ｎは約２．７分の１ずつ減っていくことになります。

つまり、
残っている核種の数は、指数関数的に減少していきますが、正確にゼロになることはないということです。
元の何分の１になったところを飽和と定める、といった約束事が必要になると思われます。

回答No.1

sanori

この関係を大学で習った者です。

「全元素」という言葉がどう意味なのか分かりませんが、

目的核種が、その元素の同位体の一つだけであるならば、
その同位体がほぼ全部、励起なり放射化すれば、それを飽和と呼ぶのでしょう。

ほかの同位体は、目的核種ではないので、考慮の対象外でしょう。

飽和の後にそれ以上照射しても、同位体は残りわずかなので、新たな励起や放射化はほとんどないのでは。

もう少し、具体的に核種名とか照射粒子名とか式とかのあるご質問文章だとよいのですが・・・

お礼

回答ありがとうございます。

「全元素」という表現は適切ではありませんでしたね。
目的核種を一定の時間照射したら飽和状態となるわけですが
そのときの核種の１００％が励起するのでしょうか、それとも１００％は励起しないのでしょうか？
ということでした。
１００％反応しないのであれば原因あるでしょうか？

拙い文章で申し訳ありません。

ちなみに具体的な核種名や照射粒子名は関係なく一般的にどうなのかと思い質問しました。
もちろん核種や照射粒子によって挙動は明らかに違うのですが。