原子は3つの「子」からできています(構造を簡単な図にまとめました)。

放射線に関する基礎知識

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

  1. 原子は3つの「子」からできています(構造を簡単な図にまとめました)。
  2. 原子とは
  3. 陽子とは
  4. 中性子とは
  5. 電子とは

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。

原子は3つの「子」からできています(構造を簡単な図にまとめました)。

原子の一例を図に示します。

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は、野球場とその中心にある1円玉やビー玉などと同じくらい、と良く説明されます。

陽子とは

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。

中性子とは

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個ある原子の質量数は(2+2=)「4」となります。

電子とは

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。

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。

コメント

  1. […] […]

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