ガンマ崩壊

ガンマ崩壊（γ崩壊）とは

ガンマ崩壊（ガンマほうかい、γ崩壊）とは、原子核が励起状態からより低いエネルギー状態へと遷移する際に、ガンマ線を放出する現象です。この崩壊は、アルファ崩壊やベータ崩壊のように原子核の種類（原子番号や質量数）を変化させるものではありません。ガンマ壊変とも呼ばれます。

ガンマ崩壊のメカニズム

原子核は、外部からのエネルギー供給や、アルファ崩壊やベータ崩壊後の娘核種が励起状態にある場合に、高いエネルギー準位に移行します。この励起状態の原子核は、より低いエネルギー準位へと遷移する際に、そのエネルギー差に相当するエネルギーを持つガンマ線を放出します。このガンマ線の放出によって、原子核は安定な状態へと落ち着きます。

励起状態の原子核がガンマ線を放出するまでの時間は非常に短く、一般的に10⁻¹⁰秒以下です。この過程は非常に迅速に進行します。

ガンマ崩壊の種類

ガンマ崩壊は、放出されるガンマ線の性質によって、大きく分けて以下の2つに分類されます。

電気的遷移（E遷移）: 原子核の電気的な相互作用によって起こる遷移です。
磁気的遷移（M遷移）: 原子核の磁気的な相互作用によって起こる遷移です。

これらの遷移は、原子核の角運動量とパリティの変化によって区別されます。角運動量とパリティの組み合わせによって、放出されるガンマ線の角度分布、偏光率、崩壊寿命、遷移確率などが異なります。これらの特性を分析することで、原子核の内部構造に関する情報を得ることができます。

ガンマ崩壊の重要性

ガンマ崩壊は、原子核のエネルギー状態を理解する上で重要な現象です。また、放射線医療や工業分野における放射線利用においても、ガンマ線は重要な役割を果たしています。ガンマ崩壊の研究は、原子核物理学の基礎研究だけでなく、応用分野にも大きく貢献しています。

参考文献

[関連する教科書や論文]

関連項目

アルファ崩壊
ベータ崩壊
ガンマ線
X線
電磁相互作用

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