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中性子

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🛡️ 中性子 のまとめ ▼

中性子の相互作用 💥

  • 弾性散乱：水素原子核（陽子）と衝突したとき、最も効率よく減速される
  • 非弾性散乱：エネルギーの一部が原子核の励起に使われ、特性γ線を放出する（重い核で優位）
  • 中性子捕獲：熱中性子ほど吸収されやすい（確率は速度 $v$ に反比例、$1/v$ に比例）

国試で狙われるポイント 💡

  • 減速材：水素密度の高い水、パラフィン、ポリエチレンが有効
  • 核分裂：$^{235}\text{U}$ は低エネルギーの「熱中性子」を吸収して核分裂を起こす
  • 中性子の壊変：自由中性子は、半減期約10.2分で陽子へと $\beta^-$ 壊変する（平均寿命は約15分）

※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: 中性子で正しいのはどれか。２つ選べ。
正解: 23

解説: 3.カリホルニウム252は、何もしなくても勝手に核分裂を起こして中性子を出す、「中性子源」として超有名な核種
4.クーロン場（電気の力）の影響を受けるのは、電荷を持った粒子（陽子、α線、電子）だけ！
問題: 中性子と物質との相互作用で正しいのはどれか。
正解: 5

解説: 2.原子核との相互作用が主
3.鉛や鉄は、中性子を跳ね返すだけで減速はむずかしい！水素を多く含む物質が減速材として最適。
4.速度に反比例
5.中性子も光子と同じく、電荷を持たない「間接電離放射線」です。これらは「ここまでに全部止まる」という明確な飛程がなく、物質が厚くなるほど確率的に数が減っていく（指数関数的減衰）という性質を持っています。
問題: 中性子で正しいのはどれか。
正解: 4

解説: 中性子の相互作用、熱中性子ほど中性子捕獲が起こりやすい。

1.光電効果で飛び出すのは電子
2.中性子の重さはほぼ陽子と同じで電子の1840倍
3.Am-Be線源を使用
5.平均エネルギーは約 2 MeV
問題: 中性子について正しいのはどれか。
正解: 5

解説: 1.$\beta ^{+}$壊変は陽子が中性子に変わる現象、中性子が陽子に変わるのは$\beta ^{-}$壊変
2.光核反応には原子固有のしきい値がある
4.中性子捕獲は「遅ければ遅いほど」起こりやすい（1/v の法則）
問題: 中性子の性質で正しいのはどれか。
正解: 2

解説: 1.$\beta ^{-}$壊変です！
2.中性子の重さ >（陽子の重さ + 電子の重さ）このわずかな「重さの差」が、壊変するときのエネルギー
3.0.025 eV！
4.速度に反比例
5.エネルギーを 100%（最大値）失って止まることができるのは、相手が「同じ重さ」のときだけ！
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