直感的理解

核反応は「原子核どうし／粒子どうしがぶつかって、別の組み合わせの原子核に変わる」現象です。化学反応では電子の組み換えだけですが、核反応は原子核そのものが変化します。とても重要な「保存則」が 2 つあります：

パズルでいうと「左辺と右辺で数字の合計が等しくなるよう箱を埋める」ゲームです。未知の生成物の \(A\) と \(Z\) を、保存則の引き算から特定できます。

✏️ 求めるもの

左辺の核と粒子から、右辺の未知の生成物 \(^{A}_{Z}\mathrm{X}\) を求める。あるいは「正しく書かれている核反応式」を選ぶ問題。

👀 観察のポイント

🔧 使う道具

質量数保存：\(\sum A_{\text{左}} = \sum A_{\text{右}}\)
原子番号保存：\(\sum Z_{\text{左}} = \sum Z_{\text{右}}\)
主な粒子の \((A, Z)\)：陽子 \((1, 1)\)、中性子 \((1, 0)\)、α粒子 \((4, 2)\)、β粒子（電子） \((0, -1)\)、γ線 \((0, 0)\)
α崩壊：\(^{A}_{Z}\mathrm{X} \to {}^{A-4}_{Z-2}\mathrm{Y} + {}^{4}_{2}\mathrm{He}\)
β崩壊：\(^{A}_{Z}\mathrm{X} \to {}^{A}_{Z+1}\mathrm{Y} + \mathrm{e}^{-} + \bar{\nu}_e\)

左辺と右辺の \(A\) の合計を書き出す
左辺と右辺の \(Z\) の合計を書き出す
未知核なら引き算で \(A\), \(Z\) を求める：右辺の未知 \(X\) について \(A_X = \sum A_{\text{左}} - \sum A_{\text{他の右}}\)、\(Z_X\) も同様
周期表で \(Z\) の元素名を確認：\(Z = 8\) なら酸素 O、\(Z = 1\) なら水素 H など

注意

β崩壊では電子（β粒子）の \(Z = -1\) として保存則を使います（電子なので電荷は \(-e\)）。中性子から陽子に変わるので原子番号 \(Z\) が +1 増える ことを忘れない。質量数 \(A\) は変わらない（電子の質量数は 0 と扱う）。

💡 ヒント：核反応