核化学と電子

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核化学と電子の違い

核化学 vs. 電子

核化学（かくかがく、英語：nuclear chemistry）は原子核の改変を扱う化学の分野長倉三郎ら編，岩波理化学辞典, 岩波書店(2018)。原義は原子核反応で生成する人工放射性元素に関する無機化学である。核物理学と密接に関連する分野であって、研究領域を厳密に区分することは困難であり、時代や地域によりその内容は必ずしも一定していない。具体的には、発足当時はプルトニウムのようにトン単位で生成する核種が学問の中心にあったが、近年発見される新規人工放射性元素は半減期がmsec以下であり、且つ1つ2つと数えるほどしか生成しないため、原子核物理学、あるいは放射化学のことを指している場合が多い。 電子（でんし、、記号: または ）は、電気素量に等しい大きさの負電荷を持つ亜原子粒子である。電子はレプトン粒子族の第一世代に属し 、知られている限り構成要素や内部構造を持たないことから、一般に素粒子であると考えられている。電子の質量は陽子のおよそである。電子の量子力学的な性質には、換算プランク定数 の半整数倍の値の固有角運動量（スピン）を持つことがある。電子はフェルミ粒子であり、2つの電子が同じ量子状態を占めることはパウリの排他原理によって禁じられる。すべての素粒子と同様に、電子は粒子と波の両方の性質を示す。すなわち、電子は他の粒子と衝突することも、光のように回折することもできる。電子の波動性は、中性子や陽子などの他の粒子よりも実験的に観測しやすい。それは、電子は質量が小さいので、同じエネルギーにおけるド・ブロイ波長が長いためである。

原子核

は、単にともいい、電子と共に原子を構成している。原子の中心に位置する核子の塊であり、正の電荷を帯びている。核子は、基本的には陽子と中性子から成っているが、通常の水素原子（軽水素）のみ、陽子1個だけである。陽子と中性子の個数、すなわち質量数によって原子核の種類（核種）が決まる。 原子核の質量を半経験的に説明する、ヴァイツゼッカー＝ベーテの質量公式（原子核質量公式、他により改良された公式が存在する）がある。

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原子核反応

原子核物理学におけるまたは核反応とは、入射粒子が標的核（原子核）と衝突して生じる現象の総称を言う。大別して、吸収、核分裂、散乱の三つがあるが、その反応過程は多彩で統一的に記述する理論はまだない。 核反応においては、電荷、質量数、全エネルギー、全運動量が保存される。

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原子核物理学

原子核物理学（げんしかくぶつりがく、英語：nuclear physics）とは、強い相互作用に従う粒子の多体問題を研究する学問領域。主に原子核の核構造、核反応（核分裂反応、核融合反応）などを扱う分野のこと。また、核物質・ハドロン物質の性質を調べるハドロン物理学もこの分野の一部である。 構成要素が2種類（注・ハイパー核はさらに数種類の構成要素が加わる）であるにもかかわらず、陽子・中性子それぞれの数や励起のさせ方により、様々な構造を取るのが特徴である。核子の主要な相互作用である「強い相互作用」が未だ完全に解明されていないこと、物性理論のように構成粒子が無限であるという近似が許されないこと、表面の効果が重要であること等により、発見から1世紀近く経つにもかかわらず、未知の部分が残されており、理論実験ともに盛んに研究が行われている。

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中性子

とは、原子核を構成する無電荷の粒子である。バリオンの1種である。原子核反応式などでは、記号 n で表される。質量数は原子質量単位で約 である。自由な中性子は、平均寿命約15分でβ崩壊し、陽子となる。原子核は、陽子と中性子で構成され、この2つは核子と総称される陽子1個で出来ている 1H と陽子3個で出来ている 3Li の2つを例外として、2015年現在の時点で発見報告のある原子の内、最も重い 294Og までの全ての"既知の"原子核は陽子と中性子の2種類の核子から構成されている。。

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化学

化学（かがく、chemistry ケミストリー、羅語：chemia ケーミア）とは、さまざまな物質の構造・性質および物質相互の反応を研究する、自然科学の一部門。物質が、何から、どのような構造で出来ているか、どんな特徴や性質を持っているか、そして相互作用や反応によってどのように、何に変化するか、を研究するとも言い換えられる岩波理化学辞典 (1994)、p207、【化学】。 日本語では同音異義語の「科学」（science）との混同をさけるため、化学を湯桶読みして「ばけがく」とよぶこともある。

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ベータ崩壊

ベータ崩壊（ベータほうかい、beta decay）とは、原子核の放射性崩壊の一種で、放射線としてベータ線（電子）と反電子ニュートリノとを放出する。ベータ壊変（ベータかいへん）ともいう。 「中性子 ⇄ 陽子＋電子＋反電子ニュートリノ」の遷移過程の右方向への遷移である。逆方向への遷移は電子捕獲（逆ベータ崩壊）と呼ばれる。

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電荷

電荷（でんか、electric charge）は、その周辺の空間を電場（電界）に変化させる性質のことであり、粒子や物体が帯びている電気(電荷)の量の大きさでもある。電磁場から受ける作用の大きさを規定する物理量である。荷電（かでん）ともいう。計量法体系においては電気量と呼ぶ。 電荷の量は電荷量（でんかりょう）と言い、電荷量のことを単に「電荷」と呼んだり、電荷を持つ粒子のことを電荷と呼ぶこともある。

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陽子

とは、原子核を構成する粒子のうち、正の電荷をもつ粒子である。英語名のままプロトンと呼ばれることも多い。陽子は電荷+1、スピン1/2のフェルミ粒子である。記号 p で表される。 陽子とともに中性子によって原子核は構成され、これらは核子と総称される。水素（軽水素、H）の原子核は、1個の陽子のみから構成される。電子が離れてイオン化した水素イオン（H）厳密には、水素イオンという語は、水素の陰イオン（ヒドリド）をも指す。は陽子そのものであるため、化学の領域では水素イオンをプロトンと呼ぶことが多い。 原子核物理学、素粒子物理学において、陽子はクォークが結びついた複合粒子であるハドロンに分類され、2個のアップクォークと1個のダウンクォークで構成されるバリオンである。ハドロンを分類するフレーバーは、バリオン数が1、ストレンジネスは0であり、アイソスピンは1/2、超電荷は1/2となる。バリオンの中では最も軽くて安定である。

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