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原子核

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🛡️ 原子核 のまとめ ▼

原子核の構造と安定性 ⚛️

  • 核半径 $R$：質量数 $A$ の $1/3$ 乗に比例（$R = r_0 A^{1/3}$）
  • 体積と密度：体積は $A$ に比例するため、密度は $A$ によらず ほぼ一定
  • 魔法数：2, 8, 20, 28, 50, 82, 126（この数だと非常に安定）
  • 最も安定な核：鉄 ($^{56}\text{Fe}$)（1核子あたりの結合エネルギーが最大）

核種の分類 💡

  • 同位体：陽子数 $Z$ が同じ。化学的性質が等しいため分離が難しい
  • 核異性体：$Z, A, N$ がすべて同じで、エネルギー状態だけが異なる（メタステーブル $m$ など）
  • 結合エネルギー：質量欠損 $\Delta m$ に由来する（$E = \Delta m c^2$）

※以下の問題は学習支援を目的として掲載しています。

問題: 原子核で正しいのはどれか。
正解: 4

解説: 陽子が増えると陽子間の静電反発力（クーロン力）が強まるため、それを和らげるために、より多くの「中性子」が必要になります。

1.原子の半径は質量数 A の1/3乗に比例
2.核子はクォーク3個から構成
3.魔法数 では安定！
5.核力：「近距離限定」反比例なんて生易しいもんじゃない！
問題: 原子核で正しいのはどれか。
正解: 4

解説: 原子核の非圧縮性や結合エネルギー（ベーター・ワイゼッカーの式）を説明するモデルです。

1.原子核を構成する「核子」であれば核力は働く。
2.原子 核の体積は質量数に正比例する。
3.質量欠損は結合エネルギーの正体そのもの
5.クーロン力が強すぎると原子核をバラバラに
問題: 陽子数、中性子数および質量数は等しいが、原子核のエネルギー準位の異なる核種はどれか。
正解: 4

解説: 陽子数 (Z)、中性子数 (N)、質量数 (A) すべて同じですが、励起状態（メタステーブル状態）にあるなどの理由で、核のエネルギー準位だけが異なる核種を指します（例：$^{99m}Tc$）。
問題: 同中性子体の関係にある組合せで正しいのはどれか。
正解: 4

解説: 同中性子体は中性子の数が同じ核種のこと。
中性子の数は 「質量数（左上の数字）－ 原子番号（元素の種類で決まる）」 で計算
問題: 安定な原子核で質量数とおよそ比例関係にあるのはどれか。
正解: 1

解説: 原子の性質
「体積」は質量数 A に比例
「半径」は質量数 A の 1/3 乗に比例
「密度」は A によらずほぼ一定
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