復習 - 岩石中のヘリウム

ヘリウム：岩石からやってくる気体

ヘリウムは周期表の2番目の元素です。ヘリウム原子はどれも、陽子を2個、電子を2個持っています。ヘリウムは2番目に軽い元素で、宇宙では水素に次いで2番目に多く存在します。しかし地球上では希少で、そのほとんどは岩石の内部から生じます。

岩石には少量のウランやトリウムが含まれています。それらの原子核は不安定で、α粒子を放出して崩壊します。α粒子はヘリウム原子核で、陽子2個と中性子2個を持ち、電子はありません。岩石の中に閉じ込められたα粒子は、すぐに電子を2個取り込み、ヘリウム原子になります。何百万年もの間に、このヘリウムは岩石の中をしみ出して地下にたまり、しばしば天然ガスと一緒に存在します。私たちはそこからヘリウムを採取します。

ヘリウムの2つの同位体：電子2個で満たされた殻

ヘリウムは何とも反応しません。2個の電子が唯一の殻を満たしているからです。ヘリウムはパーティー用風船や気象観測用気球に使われ、あらゆる液体の中で最も低温の液体ヘリウムは、病院のMRIスキャナーの磁石を冷却します。

地球上のヘリウムの供給源の1つであるトリウム232は、α粒子を1個放出して崩壊します。

$${}^{232}_{90}\mathrm{Th} \to \mathrm{X} + {}^{4}_{2}\mathrm{He}$$

Xの中性原子を作りましょう。