💡 ヒント:原子核反応

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

核反応の総合問題。粒子(陽子・中性子・α 粒子・電子・光子)と原子核がぶつかると、別の核が生成されたり、新たな粒子が出たり、エネルギーが放出(または吸収)されます。

使う道具は 4 つの保存則:質量数、原子番号、運動量、エネルギー。これらを組み合わせて反応式と各粒子の運動量・エネルギーを解き明かします。

✏️ 求めるもの

未知粒子の同定、Q 値、生成核の運動エネルギー、反応のしきい値エネルギーなど。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 反応式を立てる:A, Z 保存で未知粒子を決定
  2. Q 値を計算:質量差から \(Q = \Delta m c^2\)
  3. 運動量・エネルギー保存:連立して各粒子の運動エネルギーを求める
  4. しきい値(吸熱の場合):静止系の入射粒子の最小エネルギー \(K_{\rm th} = -Q (m_X + m_a)/m_X\)
注意

標的核が静止していないとき、運動量保存はベクトルで扱う。1 次元(直線衝突)なら符号付きスカラーで OK だが、斜めの場合は分解が必要。Q 値の符号は放出するなら正と覚えておく。