放射性崩壊のエネルギーの計算（？）ってできますか。

質問

放射性物質、たとえば炭素１４は放射線というエネルギーみたいなのを出して窒素１４になると思います。

そんなふうな過程を放射性崩壊というと思うのですが、放射性崩壊には速度というか半減期というものがあります。

炭素１４は５７３０年、ヨウ素１３１は８日。放射能の強さは単位時間あたりに崩壊する原子数に比例するらしいので、たぶんヨウ素１３１は恐ろしく放射能が強いような気がします。

この場合のエネルギーはどんなふうに計算できるのですか。熱量とかに換算できるのでしょうか。

福島原発問題のせいで放射性物質というものに興味を持つようになってしまいました（汗）

回答No.1

DJ-Potato · ベストアンサー

例えば炭素14は、ベータ崩壊で、崩壊エネルギーは0.156MeVだそうです。

MeVという単位は、メガ・エレクトロン・ボルト、と読みますが、
1eV = 1.602×10^-19 J
だそうです。

ヨウ素131は、ベータ崩壊+ガンマ崩壊で、崩壊エネルギーは0.971MeVだそうです。

ヨウ素131は質量数が131だから、１mol=6.02×10^23個で131g
1gあたり4.60×10^21個あるわけですね。
これが８日で半分になるので、2.30×10^21個が崩壊して、
2.30×0.971で2.233×10^21MeV　2.233×10^27eV
2.233×10^27×1.602×10^-19　= 3.578×10^8J
8.55×10^4kcal

ヨウ素131　1gから8日間で8万5千キロカロリーのエネルギーを放出する、ということですかね。
50人分の1日の摂取カロリーくらいですね。

なんか、計算が間違っていそうです。

お礼

ありがとうございます。計算式を追ってだいぶ理解できました(^_^)

MevからeVへの変換をするときに２１乗から２７乗に桁があがっていますよね。パソコンとかのKが１０００でMがその１０００倍だから、６個ゼロが増えたのですね。

ヨウ素131が１ｇで８万５千キロカロリーくらいですか、質量から考えるとかなりのエネルギーですね・・・。

ところで、こんなふうに計算できることを私は全然知らなかったのですが、回答者さまはどうやって勉強したのですか？　こういう科学的な計算をして現象を説明できることにあこがれます。

「炭素14は、ベータ崩壊で、崩壊エネルギーは0.156MeV」ということもどうやって調べたのか知りたいです。理科便覧みたいなものに載ってるのでしょうか。教えてくださいm(_ _)m

回答No.2

DJ-Potato

#1です。
恥ずかしながら、データソースはすべてWikipediaです。
おそらく、理科の資料集などにもある程度載っていると思いますが、Wikipediaならだいたいの情報がありますからね。
あとは適当に単位の換算をしまくっただけです。

単位の換算だけなら、Googleの検索で「0.1MeVをJで」とか入力すると、表示されたりします。

まぁ、すごいエネルギーが得られるからこその、発電なんですよね、きっと。
ちょっとしかエネルギーを放出しないなら、発電に利用しようなんて誰も思わないでしょうし。

お礼

細かい情報ありがとうございます。

ウィキペディアで炭素について見てみました。右側の表みたいなところにβ- 0.156と書いてありますね。

これがベータ崩壊とか、単位とか易しくは書いていないので、ある程度予備知識のある方でないとわからないと思いますよ(^_^;

それから、Googleの検索窓すごいですね・・・。電卓みたいなのが表示されて単位の換算の結果が出力されるのですね。

いろいろ自分で調べたり考える方法を教えていただいてありがとうございました。教えてgooでみなさんに助けてもらって、でもそれだけだはなく最終的には自分で問題を解決できる力がほしいですから。