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ガイガー・ヌッタルの法則

推定知名度2.92%15〜75歳男女
推定知名度--%20〜35歳男女

ガイガー・ヌッタルの法則(ガイガーヌッタルのほうそく、Geiger-Nuttall law)は、アルファ崩壊する放射性元素において、放出されるアルファ粒子のエネルギーと崩壊定数の経験的関係を示す式である。1911年にハンス・ガイガーとによって定式化された。大雑把にいうと、半減期の短い放射性元素から放射されるアルファ線のエネルギーは、半減期の長い放射性元素からのアルファ線よりも大きいエネルギーをもっているということを表している。例えば半減期がウラン238の主なアルファ線エネルギーは4.202MeVであるが、半減期が2万4000年とウラン238に比べて短いプルトニウム239の主なアルファ線エネルギーは5.157MeVと1MeV(100万電子ボルト)近くのエネルギーの差があり、更に半減期がわずか55.6秒とプルトニウム239に比べて極めて短い半減期のラドン220のアルファ線エネルギーは6.288MeVと更に1MeV以上も強力となっている事がわかる。&alpha;線のエネルギーE とその飛程R には:<math>R=C E^</math>という関係が存在する。ここでC は定数であり、:<math>C=0.318 \\; \\mathrm{cm/MeV^}</math>とおけば、R をcm、E をMeVとしたときに成立する。ここで、R と&lambda;の間に:<math>\\ln\\lambda=A\\times B \\ln R</math>のような経験的関係が成立するが、これもガイガー・ヌッタルの法則という。この法則が、後にジョージ・ガモフおよび、によって量子力学の理論から説明された。彼らの名前を取って、ガモフ・コンドン・ガーニーの理論というを参照のこと。このガモフらのアルファ崩壊の理論に示唆され、ウォルトンとコッククロフトらは粒子加速器を開発し、原子核物理学を発展させた。

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