質量数

物質を構成する最小単位である原子の中心には、原子核と呼ばれる非常に小さな領域が存在します。原子の大きさを野球場に例えると、原子核はわずか数ミリの砂粒ほどのサイズしかありません。 この極微の世界を支配するのが、陽子と中性子です。陽子はプラスの電気を帯びており、原子核の中で中心的な役割を担います。原子が持つ陽子の数は原子番号と呼ばれ、この数が原子の種類、すなわち元素の種類を決定づけます。例えば、水素原子は陽子を１つだけ持ちますが、ヘリウム原子は２つ、炭素原子は６つ持っています。 一方、中性子は電気的に中性であり、プラスでもマイナスでもありません。中性子は陽子とともに原子核に存在し、原子核の質量の大部分を占めています。原子核において陽子同士は互いに反発し合いますが、中性子が間に存在することで原子核は安定して存在することができます。 このように、原子核を構成する陽子と中性子の数は、原子の性質や振る舞いを理解する上で極めて重要です。原子核の構造やそこに働く力の研究は、原子力エネルギーの利用や、新しい物質の開発など、様々な分野で重要な役割を担っています。

- 同位体とは？物質を構成する最小単位を原子といい、原子はさらに原子核と電子から成り立っています。原子核は陽子と中性子でできていますが、同じ元素でも、この中性子の数が異なることがあります。これを-同位体-と呼びます。身近な例として、水素の同位体が挙げられます。水素の原子核は通常1つの陽子のみからなりますが、中性子が1つ含まれるもの、2つ含まれるものも存在し、それぞれ重水素、三重水素と呼ばれています。 水素のように陽子の数が1つの元素の場合、中性子の数が原子核の重さ、つまり原子の重さに大きく影響します。そのため、重水素は軽水素の約2倍の重さを持ちます。同位体は、自然界に存在する割合が異なります。例えば、水素の場合、地球上では軽水素が最も多く、重水素や三重水素はごく微量しか存在しません。同位体は化学的性質はほとんど同じですが、質量の違いを利用して様々な分野で応用されています。 例えば、重水素は原子力発電の燃料として利用されるほか、医療分野では診断や治療に用いられる放射性同位体が数多く存在します。