原子が陽子を失う方法

原子はすべての問題の基本的な構成要素です。 原子は、陽子と中性子を含む高密度の正に帯電した原子核で構成されています。 負に帯電した電子は原子核を周回します。 特定の元素のすべての原子は、原子番号と呼ばれる同じ数の陽子を持っています。 原子が陽子を失う可能性がある2つの一般的なプロセスがあります。 元素はその原子内の陽子の数によって定義されるため、原子が陽子を失うと、それは別の元素になります。

原子が陽子を失う1つの方法は、原子が不安定な原子核を持っているときに発生する放射性崩壊によるものです。 原子核の安定性は、陽子と中性子の比率に依存します。 炭素や酸素などの小さな元素の場合、陽子の数は中性子の数とほぼ同じであり、原子核は安定しています。 ウランやプルトニウムなどの重い元素の場合、陽子よりもはるかに多くの中性子があり、それらの元素の原子核は非常に不安定です。 実際、83個を超える陽子を持つすべての元素は不安定です。 放射性崩壊の3つのタイプは、アルファ、ベータ、ガンマとして知られています。

アルファ崩壊は、原子が自発的に陽子を失う唯一の方法です。 アルファ粒子は、2つの陽子と2つの中性子で構成されています。 それは本質的にヘリウム原子の核です。 原子がアルファ放射を受けた後、陽子は2つ少なくなり、異なる元素の原子になります。 そのようなプロセスの1つは、ウラン238原子がアルファ粒子を放出し、結果として得られる原子がトリウム234になる場合です。 安定した原子核を持つ原子が生成されるまで、アルファ崩壊が発生し続けます。 アルファ粒子は比較的大きく、すぐに吸収されます。 したがって、それらは空中を遠くまで移動せず、他のタイプの放射性崩壊ほど危険ではありません。

原子が陽子を失う可能性がある他のプロセスは、核分裂として知られています。 核分裂では、原子核に向かって中性子を加速するための装置が使用されます。 中性子が原子と衝突すると、原子の原子核が断片に分解されます。 各フラグメントは、元の原子の約半分の質量です。

ただし、合計すると、フラグメントの質量の合計は元の原子の質量と等しくなりません。 これは、通常、いくつかの中性子が原子の断片として放出され、質量の一部がエネルギーに変換されるためです。 実際、少量の物質は途方もない量のエネルギーを生成します。

核分裂の一般的な用途は、原子力発電です。 原子力発電所では、核分裂からのエネルギーが水を加熱するために使用され、それが蒸気を生成してタービンを回し、電気を生成します。 米国の電力の約20％は原子力発電所から供給されています。

核分裂の別の用途は、核兵器の製造です。 核兵器では、核分裂を開始するためにトリガー装置が使用されます。 ある断片化が別の断片化につながり、連鎖反応が起こり、膨大な量の破壊的なエネルギーが放出されます。

原子が陽子を失う唯一の2つの方法は、放射性崩壊と核分裂によるものです。 どちらのプロセスも、原子核が不安定な原子でのみ発生します。 放射性物質が自然にそして自発的に発生することはよく知られています。 Jによると。 マーヴィン・ハーンドン、核分裂は、核爆弾や発電所の原子炉のような人工の装置だけでなく、地球のマントルとコアで自然に発生することを示唆する証拠もあります。