放射性壊変で正しいのはどれか。
- α壊変は質量数が2減る。
- β⁺壊変は質量数が1減る。
- β⁻壊変は原子番号が1減る。
- γ壊変は原子番号が変化しない。
- 軌道電子捕獲は質量数が1増える。
出典：厚生労働省公開PDF（令和7年版）
4．γ壊変は原子番号が変化しない。
解説
✔ 放射性壊変とは？：原子核の“変身” ⚛️
放射性壊変とは、不安定な原子核が、安定な状態になろうとして、放射線（α線、β線、γ線など）を放出して別の原子核に変身する現象です。 この変身の仕方（壊変の種類）によって、原子核の構成要素である陽子の数（＝原子番号 Z）と、陽子と中性子の合計数（＝質量数 A）が、決まったルールに従って変化します。
✔ 放射性壊変とは？：原子核の“変身” ⚛️
✔ 各選択肢について
1． α壊変は質量数が2減る。
- ❌ 誤り
- ヘリウム原子核（陽子2個＋中性子2個）を放出するため、質量数は4減少します。
２．β⁺壊変は質量数が1減る。
- ❌ 誤り
- 原子核内で陽子が中性子に変わるだけなので、陽子と中性子の合計である質量数は変化しません。
3．β⁻壊変は原子番号が1減る。
- ❌ 誤り
- 原子核内で中性子が陽子に変わるため、陽子の数である原子番号は1増加します。
4．γ壊変は原子番号が変化しない。
- ✅ 正解
- γ壊変は、原子核のエネルギーが高い状態（励起状態）から低い状態（基底状態）へ移る際に、余分なエネルギーをγ線として放出する現象です。原子核の構成要素（陽子・中性子）の数は変わらないため、原子番号も質量数も変化しません。
5．軌道電子捕獲は質量数が1増える。
- ❌ 誤り
- 原子核内で陽子が電子を捕まえて中性子に変わるだけなので、質量数は変化しません。
出題者の“声”
この問題の狙いは、放射性壊変の5つの基本パターンの「数の変化」を、正確に記憶しておるかを問うことにある。
これは、放射線物理学の九九のようなものじゃ。 ただ暗記するのではなく、「原子核の中で何が起きているか」をイメージできるかが、記憶を定着させるコツじゃ。
- α壊変
- 塊（He原子核）が飛び出すから、ZもAも大きく減る。
- β壊変・EC
- 陽子↔中性子の変換だから、Aは変わらず、Zだけが変化する。
- γ壊変
- エネルギーの放出だけだから、ZもAも変化しない。
特に、γ壊変だけは「原子核の種類そのものは変わらない」という、特別な壊変であることを強調しておきたい。この基本を押さえていれば、どんな応用問題にも対応できるぞ。
臨床の“目”で読む
ーなぜ放射線技師が「壊変の種類」を理解する必要があるのか？ー
この知識は、私たちが扱う核医学検査、放射線治療、そして放射線防護のすべての原理に直結しています。
- ① 核医学検査の原理
- 検査の目的（診断）には、体を透過して外のカメラで検出できるγ線を放出する核種（例: ⁹⁹ᵐTc, ¹²³I）や、消滅放射線（γ線の一種）を放出するβ⁺壊変核種（例: ¹⁸F, ¹¹C）が用いられます。
- ② 放射線治療への応用
- がん治療（内用療法）には、飛程が短く、周囲の細胞に大きなダメージを与えるα壊変核種（例: ²²³Ra）や、β⁻壊変核種（例: ¹³¹I）が用いられます。
- ③ 放射線防護の基本
- 放出される放射線の種類によって、遮蔽の方法は全く異なります。
- α線：紙1枚で止まるほど弱いが、体内に入ると危険（内部被ばく）。
- β線：数mmのプラスチック板などで遮蔽。
- γ線：透過力が強いため、鉛や厚いコンクリートで遮蔽。
- 放出される放射線の種類によって、遮蔽の方法は全く異なります。
このように、どの核種がどの壊変を起こし、どんな放射線を出すかを知っていることが、安全で効果的な放射線利用の第一歩なのです。
今日のまとめ
- 放射性壊変は、原子核が安定化するために放射線を放出して変身する現象である。
- γ壊変は、エネルギー状態が変わるだけで、原子番号(Z)も質量数(A)も変化しない。
- α壊変では Z-2, A-4。β⁻壊変では Z+1。β⁺壊変・ECでは Z-1 となる。
- 各壊変で放出される放射線の種類を理解することは、核医学検査、放射線治療、放射線防護のすべての基礎となる。
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