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プリンキピア続編＞陽電子−中性子仮説(同重体理論)＞第一章 新しい原子核理論−「陽電子−中性子仮説(同重体理論)」
第一の法則 原子核は陽電子と中性子から構成される。
陽電子−中性子仮説(同重体理論)を支える理由が以下の三つが考えられる。
★三、β壊変で原子番号が増える時に，原子核の体積が大きくなるのはなぜ★
原子核体積の測定にα線散乱が利用される。これは1906年にラザフオード(Ernest Rutherford, 英,
1871-1937)によって確立された測定法である。原子核体積は原子体積の約1万分の一に過ぎないため、小さいα粒子は原子の空間をほぼ素通りで貫通できる。しかし、原子核の近辺を通ると、核の強い正電荷に影響され、α線の飛跡が変えられ、先方で光干渉を起こしたり、更に核に当たったα粒子が進行方とは逆のいろいろな方向にも跳ね返されたりする。これをα散乱と言う。これら原子核の性質を利用することにより、原子核の半径、体積は正確に測定できる。
前にも述べたが、いろいろな原子核に対して測定した結果により、人々は一つ不思議な現象に悩まされた。それは、核異性体におき、同じ核子数（質量）を持つ核同士（同重体同士）において、原子番号の大きい核の半径が原子番号の小さい核より明らかに大きいと言う現象であった。
これまでのいろいろな観測により、中性子と陽子などの核子は電荷が持つか否かに関係なく、核内において同じ体積を示しており、特に違いが認められなかった。なぜ、同重体同士では陽子数が多い方の体積が大きくなるのか。
その現象は当法則によって簡単に解釈できる。当法則により、原子核に陽子が存在せず、核の正電荷は核の中に取り込まれる陽電子数によって反映される。そして、陽電子の数は中性子かたまりの体積によって決められる。つまり、陽電子数は原子核の実際の体積を反映する。
| 図1 同重体模式図 |
上図に示したように、核に中性子数が同じでも、並べ方によっていろいろな立体構造になる可能性がある。各々の立体構造により構成される原子核の体積は若干異なり、吸着する陽電子能力が異なるため、異性体として反映される。つまり、同じ原子量の核でも、核の体積がより大きい立体構造を取っている場合に陽電子数をより多く吸着され、正電荷数が高くなり、核の体積がより小さい立体構造を取っている場合に陽電子数をより少なく吸着され、正電荷数がより小さくなる。この性質はβ壊変を引き起こす重要な原因であると考えられる。
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