（最初の一歩）原子を構成する３つの「子」

こんにちは。放射線などについて分かりやすく解説している大地（だいち）です。

初回の記事として、

・「原子」という言葉は聞いたことがあるが、何か分からない。
・原子の基本的な構造を知りたい。

こういった疑問に答えます。

○本記事の内容

この記事を書いている私は、2011年の福島第一原子力発電所の事故の後、除染や中間貯蔵施設の管理など、継続して放射線の分野での業務に従事してきました。

その間、働きながら大学院に通い（いわゆる社会人ドクター）、放射線の分野で博士号を取得しました。

こういった私が、解説していきます。

原子の一例を下の図に示します。

これはヘリウムという元素の原子の構造で、原子は陽子、中性子、電子から構成されています。

原子の中心に陽子と中性子があり、これを原子核と言います。

そして原子核の周囲を電子が回っている、というイメージです。

原子の基本的な構造（ヘリウム原子の例）

原子と、それを構成する３つの「子」：陽子、中性子、電子について以下で解説していきます。

原子とは

簡単に言うと、原子とは、各元素（H：水素、He：ヘリウム、Li：リチウム、、、）の最小単位です。

元素はこれ以上、細かく分解することができません。

ちなみに、上に示した図の縮尺は実は正確ではありません。

原子の大きさは約10⁻¹⁰mですが、その中心にある原子核の大きさはその約10万分の1（10⁻¹⁵m）なので、その間はかなりの空間が広がっている（スカスカ）、とイメージです。

原子と原子核の大きさの違いは、仮に原子の大きさが野球場くらいあると仮定すると、原子核の大きさはその中心にある１円玉やビー玉などと同じくらい、と良く説明されます。

陽子は原子核を構成する物質です。

質量は約1.6×10⁻²⁷kgで、正の電荷を有しています。

ちなみに、陽子の数が原子番号であり、これで元素の種類が決まります。

前述した図のように、陽子が２個ある原子の原子番号は「２」で、「ヘリウム」と言う元素である、と定義されます。

中性子も陽子とともに原子核を構成しています（陽子と中性子を合わせて「核子」と言う場合もあります）。

中性子は、陽子のような電荷は有していません。

質量はごくわずかに陽子よりも大きいですが、ほぼ同じです。

陽子や電子とは異なり、電荷を有していないので、原子核から外に出て他の物質と衝突するまでは、電気的な影響を受けないため、ほぼ直進的な動きをします。

ちなみに、陽子と中性子を足した数を質量数と言い、前述した図のように、陽子が２個、中性子が２個あるヘリウム原子の質量数は（２＋２＝）「４」となります。

電子は原子核の外の軌道上にあります。

質量は陽子のおよそ1680分の１で、負の電荷を有しています。

通常は、陽子の数と同じ数の電子があるので、原子全体としての電荷は０になっています。

これに電子が追加されたり、欠損したりすると「イオン」と呼ばれる粒子になります。

放射線のことを理解するための最初の一歩として、まずは原子の構造についてごく簡単に解説しました。

今後、放射線に関する記事を書いていきますが、この知識が全ての基礎になるので、まずはおさえていただければと思います。

本記事の英語版はこちらからご覧いただけます。

というわけで今回は以上です。

ご覧いただき、ありがとうございました。