ウラン－ラジウム系列

質問

ウラン－ラジウム系列で、２３８ウランから順にα崩壊を続けずに、なぜ２３４Ｔｈがβ崩壊２回しウランに一度戻るのでしょうか。原子番号が合えば、別の段階でβ崩壊してもいいような気がします。この段階でβ崩壊する理由を教えてください。

回答No.2

Tacosan

「原子番号が大きいほど, 中性子が多い核種が安定になる」というのがポイントだと思います. つまり, 「α崩壊を繰り返すとβ崩壊に対して不安定になる」ということが効いていると思われます.
238U の (α崩壊で) 前後の核種である 242Pu, 234Th について, 同じ質量数での安定性を調べてみましたが,
・242Pu: 安定, 崩壊モードは α がほとんどでわずかに SF
・238U: 安定だけど 2重β崩壊のモードがあるみたい. やはりほとんどα でわずかに SF, 2重βはごく稀.
・234Th: 不安定. 100% β崩壊して 234Pa.
・ついでに 230Ra: 234Th よりさらに不安定.
なので, 「本当は 238U で β崩壊してもいいはずなんだけど 2重β しかできないのでむしろ α崩壊する」ということだと思います.
ちなみに 234Th から 2回β崩壊するのは, 一般に「質量数が偶数なら偶偶核の方が奇奇核より安定」だからです. 反例はごくわずか.

参考URL：

http://ie.lbl.gov/toia.html

回答No.1

sanori

こんばんは。

＞＞＞原子番号が合えば、別の段階でβ崩壊してもいいような気がします。

原子番号というのは、陽子の数です。
核子には陽子のほかに中性子もあります。
Ｕ－２３８　と　Ｕ－２３４　は、核としてはまったく違うものです。

＞＞＞なぜ２３４Ｔｈがβ崩壊２回しウランに一度戻るのでしょうか。

陽子の数は元通りになりますが、中性子の数が４つ減っているので、
「戻る」ということにはなりません。

＞＞＞この段階でβ崩壊する理由を教えてください。

そのときの核が、中性子の数が過剰で不安定になっており、
中性子が電子を１個出して陽子に化けて変わった核のほうが、化ける前の核より安定だからです。

以上、ご参考になりましたら幸いです。