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과학

알파 붕괴

알파 붕괴과학
영어
Alpha decay
방출 입자
헬륨-4 원자핵
원자번호 변화
Z → Z−2
질량수 변화
A → A−4
알파 붕괴는 원자핵이 양성자 두 개와 중성자 두 개로 이루어진 알파 입자를 방출하는 방사성 붕괴다. 딸핵의 원자번호는 모핵보다 2, 질량수는 4만큼 작아진다.

원소가 달라지는 이유

원소를 구분하는 기준은 원자핵의 양성자 수다. 알파 입자가 나가면 양성자가 두 개 줄어 다른 원소의 핵이 된다. 전자를 잃어 이온이 되는 과정은 양성자 수를 바꾸지 않으므로 알파 붕괴와 구별된다.

핵반응식 읽기

원자번호 84, 질량수 210인 모핵을 생각하면 알파 붕괴 뒤 딸핵은 원자번호 82, 질량수 206이다. 방출된 입자까지 합하면 양성자 수와 핵자 수가 각각 보존된다. 같은 원소의 동위원소끼리 바뀌는 과정으로만 이해하면 원자번호 변화를 놓치게 된다.

에너지가 나뉘는 방식

방출이 가능한 붕괴에서는 모핵과 최종 상태의 정지 질량 차이가 운동 에너지 등으로 나타난다. 알파 입자만 움직이는 것이 아니라 딸핵도 운동량 보존에 따라 반동한다. 딸핵이 들뜬 상태라면 이후 감마선을 방출할 수도 있다.

다른 방사선과의 차이

알파 입자는 전하 +2e인 복합 입자이고, 베타 입자는 전자나 양전자이며 감마선은 광자다. 따라서 자기장 속 운동과 물질과의 상호작용도 서로 다르다. 방사선이라는 공통 이름이 입자의 종류까지 같다는 뜻은 아니다.

관련 문서

방사성 붕괴 / 원자핵 / 양성자 / 중성자 / 동위원소 / 핵결합 에너지 / 광자 / 양자 터널링