2017 / 03
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【放射平衡に関して】
・永続平衡時、親核種と娘核種の壊変率は等しい
・親核種の半減期が娘各種の半減期より短い場合、放射平衡は成立しない。
・親核種を純粋に分離してから、過渡平衡が成立するまでに、親核種と娘核種の放射能の和には極大値が現れる
・過渡平衡が成立すると、娘核種の放射能は、親核種の半減期で減衰する。
・永続平衡が成立すると、親核種と娘核種の放射能は等しくなる。
・放射平衡が成立するには親核種の半減期は娘核種の半減期に比べて長くなければならない。
・天然に存在する放射壊変系列では、永続平衡は成立する。
・分岐壊変で生成する2つの娘核種の放射能の間には、過渡平衡が成立する。
・親核種の半減期が娘核種の半減期より短いとき、つまり、親核種の壊変定数が娘核種の壊変定数より大きい場合には放射平衡は成立しない。
・過渡平衡が成立する場合、娘核種の放射能は親核種の放射能より大きい。
・娘核種の原子数は親核種の半減期によって減少する。
・永続平衡時、親核種の原子数は、娘核種の原子数のT1/T2倍である。ただし、T1は親核種T2は娘核種の半減期である。
 N1λ1=N2λ2,つまりN1T2=N2T1
・放射平衡には過渡平衡と永続平衡がある。
 過渡平衡では、NB/NA=λA/(λBーλA)
 永続平衡では、NB/NA=λA/λB
 が成立し、親核種Aと娘核種Bの原子数比は一定となる。
・平衡時、親核種の放射能は娘核種の放射能を超えることはない。
・132Te→132I→132Xeでは、132Teと132Iと132Xeの原子数の総和は一定
 132Teと132Iの原子数の総和は減少する。
 逐次壊変に伴い132Xeは増加する。
・親娘核種の間に放射平衡が成立すれば、全放射能は親核種の放射能の2倍より大きい。

【天然放射性核種】
・208Pbの壊変系列は?
 208÷4=52
 余りがゼロなので、トリウム系列
・233Uの壊変系列は?
 233÷4=58・・・・1
 あまりがなので、ネプツニウム系列
・230Thの壊変系列は?
 230÷4=57・・・・2
 余りがなので、ウラン系列
・233Raの壊変系列は?
 233÷4=55・・・・3
 余りがなので、アクチニウム系列
・トリウム系列(4n) α壊変6回、β壊変4回
・ネプツニウム系列(4n+1) α壊変7回、β壊変4回
・ウラン系列(4n+2) α壊変8回、β壊変6回
・アクチニウム系列(4n+3) α壊変7回、β壊変4回
・トリウム系列に属する220Rnは、トロンと呼ばれている。
・植物に含まれる14Cは、大気中から植物の気孔を通じて取り込まれる。
・40Kは地球創生時から存在していた。
・宇宙線と大気中のArとの核破砕反応で32Pが大気中に発生する。

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化学反応式の作り方。

こんなのやったこともないので、とりあえず基本だけ覚えておこうかと思いました。

化学反応式の作り方にはいくつかポイントがあるそうです。

・→の左辺と右辺で原子の種類と数を等しくする。
・係数はもっとも簡単な整数にする。
・化学反応式では、「=」を使わず変化を「→」で表す。

水を電気分解したら、水素と酸素が発生した。

という問題では、水→水素+酸素という式になるのはなんとなくわかります。

それを化学式で表すと、H2O→H2+O2ということになる。

でもこれだと、右辺のOが一個多いので、左辺と右辺を等しくしなければならないので、左辺のOを一つ

増やして数をそろえないといけないわけですな。

でも、化学式の形は変えてはいけないので、左辺のOを一つ増やすには、H2Oを追加するしかないって

ことですよね。

そうすると、H2O+H2O→H2+O2になるけど、そうすると、こんどは右辺のHが4つになり、2つ多くなって

しまうので、今度はまた右辺に戻って、Hを2個増やしてあげないといけないわけで、そうなると結局、

H2O+H2O→H2+H2+O2になるわけですね。

これなら、左辺も右辺もHが4つ、Oが2つになるので、OK。

あとは、同じものをまとめて係数で表すわけなので、2H2O→2H2+O2で完成・・・・と。

これが化学式の基本的な作り方か。


ふむふむ。

それを踏まえて、以下の問題。

エタノール(C2H6O)を燃やしたときの化学反応式は??

燃やすということは、酸素と結合させると考えるんだそうです。

そしたら、Cに酸素を結合させたら、CO2、つまり二酸化炭素ができ、Hに酸素を結合させたらH2O

つまり、水ができるので、エタノール+酸素→水+二酸化炭素・・・・とかんがえるんだそうです。

この発想ができれば、あとは上記のやりかたのままなので、もんだいないんですが、この発想ができるか

どうかですよねえ。

C2H6O+O2→H2O+CO2なので、左辺にCが一つ多いので、右辺のCを増やすために、右辺にC02を

増やします。

すると、C2H6O+O2→H2O+2CO2になります。

んで、Hが左辺に4つ多いので、右辺に4つ増やすために、H2Oを2つ追加します。

C2H6O+O2→3H2O+2CO2

そうすると、HとCの数はそろったけど、Oが右辺に7個になってしまい、左辺には3個しかないので、

左辺にO2を2個、つまり、Oを4個追加する。

そうすると、C2H6O+3O2→3H2O+2CO2となる。

そうすると、Cが2個、Hが6個、Oが7個で数が合うので、完成となる。

なるほど・・・・・こりゃパズルですな(^^;;;


でも、原子の数が多い場合は、時間もかかるし能率も悪いようなので、方程式で解く方法もあるんだそうです。

たとえば、C4H10を燃やしたときの化学反応式・・・・みたいな問題だと、Cと酸素で二酸化炭素、Hと酸素

で水と考えて、C4H10+O2→H2O+CO2と考える。

ここで、数をそろえるわけなんですが、この中で一番数が多そうなのが、C4H10なので、これの係数を『1』

とし、それ以外の係数をabcとつけるそうです。

つまり、C4H10+O2→H2O+CO2

んで、あとは右辺と左辺の数を合わせるんだそうです。

たとえば、左辺のC4H10+O2では、Cが4個あります。

右辺のCはC個なので、C=4

同じように、左辺のHは10個で、右辺のHは2×b個なので、2b=10で、b=5個

Oは、左辺に2×a個、右辺には、b+2×c個なので、2a=b+2c

cが4個、b個5こなので、代入すると、2a=5+2×4  a=13/2

ここででてきた、aとbとcを、

C4H10+O2→H2O+CO2

に代入すると、

C4H10+13/2O2→5H2O+4CO2となり、分数が気持ち悪いので全部に分母の2をかけると、

2C4H10+13O2→10H2O+8CO2


と出せるんだそうです。

なるほど、なんかこっちのほうが数学的でちょっとやりやすいかも。

植物が光合成をしてmブドウ糖(C6H12O6)を作った。この光合成の化学反応式を作れ・・・という

問題だと、

光合成が、水と二酸化炭素から有機物と酸素を作るということを知らなければおてあげな気もしますが、

反応前が、水と二酸炭素
反応後が、有機物と酸素

なので、

H2O+CO2→C6H12O6+O2

んで、さっきみたいに、係数にアルファベットを仮につけておき、

H2O+CO2→C6H12O6+O2

とすると、Hは、右辺に12こあり、左辺に2a個なので、2a=12 a=6
Cは、右辺に6個、左辺にb個なので、b=6
Oが、右辺に6+2c個、左辺にa+2b個なので、a+2b=6+2c aとbを代入すると、

6+2×6=6+2c 2c=18-6 c=6

となり、

H2O+CO2→C6H12O6+O2


にすべて代入すると、

6H2O+6CO2→C6H12O6+6O2

となるんだそうです。

ふむふむ。

計算だけならわかるかも(^^;;;











・11Cと18Fはβ+壊変する。
・18Fは、PET(陽電子放射断層撮影)に利用される代表的な放射性核種でその半減期は110分である。
・18Oと18Fでは陽子の数が一つ異なる。
・核反応20Ne(d、α)18Fは正しい。
・核反応24Mg(d、α)22Naは正しい。
・24Mg(n、p)は24Naを生成する核反応である。
・23Na(n、γ)は24Naを生成する核反応である。
・27Al(n、α)は、24Naを生成する核反応である。
・24Naはナトリウム化合物を原子炉で中性子照射すれば、中性子捕獲反応によって製造できる。
・NaClを中性子照射して作られた24Naは、水に溶かしたいとき、Na+のトレーサーとして使える。
・3H、22Na、24Naはすべて放射性核種である。
・24Na、42K、137Csは、同族元素の核種の組み合わせである。
・核反応24Mg(d、α)22Naは正しい。
・核反応37Cl(p、6p4n)28Mgは正しい。
・24Mg(n、p)は、24Naを生成する核反応である。
・27Al(n、α)は、24Naを生成する核反応である。
・27Al(n、α)反応は、アルカリ金属元素を生成する。
・30Pはβ+壊変して安定な30Siになる。
・32Pは、原子炉での中性子照射により、無担体の放射性同位元素として製造される。
・32Pを含むリン酸ナトリウム水溶液に、Fe3+溶液とアンモニア水を加えて水酸化鉄(?)の沈殿を作るとき、放射性核種は沈殿と共沈する。
・32Pと76Asは周期表で同族の元素である。
・18F、32P、35S、82Brは、すべて非金属元素の放射性同位体である。
・32P、33P、45Caは、γ線を放出しない。
・33Pと35Sは、β-壊変する。
・31Pはリンで唯一の安定同位体である。
・32Pはβ-壊変して安定な32Sになる。
・33Pはβ-壊変して硫黄の同位体となる。
・32PはDNA塩基配列の決定に利用される。
・核反応37Cl(d、α)35Sで得られる35Sの比放射能は高い。
・核反応34S(n、γ)35Sで得られる35Sの比放射能は低い。

・3Hは、原子炉での中性子照射により、無担体の放射性同位元素として製造される。
・核反応6Li(n、α)3Hは正しい。
・3Hで標識した塩化アンモニウムに水酸化カルシウムを混合して加熱すると、放射性気体が発生する。
・[3H]水素化アルミニウムリチウムとエタノールを反応させると、放射性気体が発生するおそれがある。
・3Hを水素のトレーサーとして用いるときには、同位体効果が問題になることがある。
・6Li(n、α)3Hで生成する3Hはリチウム化合物中の16Oを放射化するのに十分な反跳エネルギーをもっている。
・有機化合物にリチウム化合物を混合して熱中性子照射することにより、トリチウム標識化合物を合成することができる。
・[3H(G)]ウリジンは、全般標識化合物の表記例である。
・標識化合物の合成法には、トルエンと3H2を密閉容器中に共存させて放置し、[3H2(G)]トルエンを得る方法がある。
・3H、22Na、24Naは、すべて放射性核種である。
・3H、36Cl、55Fe、63Niはγ線を放出しない。
・3Heがトリチウムのβ-壊変で生成する。
・3Hは夜光時計に使用されている。
・水素、リチウム、ホウ素、窒素では、原子番号と中性子数がともに奇数の安定同位体が存在する。
・海水中の3Hは主に1H3HOとして存在している。
・大気中の3Hは、主に、1H3HOとして存在している。
・火成岩の3He/4He比は、ウラン含有量が高いほど小さくなる。
・核反応12C(3He、α)11Cは正しい。
・核反応48Ca(3He、α)47Caは正しい。
・3Heがトリチウムのβ-壊変で生成する。
・3Heを入射粒子とした荷電粒子放射化分析は、酸素の定量に有効である。
・Heに0.01%程度のCH4を添加すると、α線に対するこの気体のW値はHeより低下する。
・ラドンRnは、ヘリウムHeの同族元素である。
・6Liはトリチウム製造に利用される。
・7Beは宇宙線による核破砕反応で生成した核種である。
・核反応12C(p、3p3n)7Beは正しい。
・226Ra-9Beは、中性子源として用いられる。
・241Am-9Beは、中性子源として用いられる。
・核反応11B(p、n)11Cは正しい。
・核反応10B(d、n)11Cは正しい。
・10Bは、中性子の遮蔽に利用される。
・10B(n、α)反応は、アルカリ金属元素を生成する。
・核反応14N(n、p)14Cはただしい。
・核反応11B(p、n)11Cは正しい。
・核反応12C(3He、α)11Cは正しい。
・核反応10B(d、n)11Cは正しい。
・核反応12C(p、3p3n)7Beは正しい。
・11Cは窒素に陽子を照射して、(p、α)反応で製造できる。
・14Cで標識された炭酸水素ナトリウムに硫酸を加えると、放射性気体が発生する。
・11Cで標識したベンゼンに静かに水を加えて、室温で空気中に放置すると、放射性気体により実験室雰囲気の汚染発生の恐れがある。
・天然繊維と比較すると、石油を原料とする合成繊維中の14Cの比放射能は極めて低い。
・14C年代測定の際、液体シンチレーション法での検出効率を過大に見積もった場合には、得られた年代は実年代より古くなる
・14C年代測定の際、化石燃料起源の炭素が混入すると、得られた年代は実年代より古くなる
・14C年代測定の際、過去の宇宙線強度が現在より大きかった場合には、宇宙線強度が等しいと仮定して得られた年代は、実年代より新しくなる
・[14C(U)]ロイシンは、均一標識化合物の表記例である。
・[14C]トルエンを酸化して得られる[14C]安息香酸の比放射能(Bq/g)は、原料のトルエンのそれより小さい。
・[14C]NaHCO3に硫酸を加えると、放射性の気体が発生する。
・[14C]炭酸ナトリウム溶液に塩化カルシウム溶液を加えると、放射性核種が沈殿する。
・11Cはβ+壊変し、γ線は放出しない。
・11CはNaI(Tl)シンチレーション計数装置で、測定することが適当である。
・11Cは放射性トレーサーとして核医学で利用される。
・12Cは安定同位体で、原子量の基準である。
・14Cはオートラジオグラフィに利用される。
・11Cと18Fはβ+壊変する。
・11Cは、PET(陽電子放射断層撮影)に利用される代表的な放射性核種で、その半減期は20分である。
・11Cと13Nは中性子数が陽子数よりも少ない放射性核種である。







徳川たかし

Author:徳川たかし
勉強できない筆者が資格試験に挑みます( ̄▽ ̄)ニパー






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