放射能の第二法則またはソディの第二法則

放射能の第 2 法則またはソディの第 2 法則は、ファジャンの法則およびラッセルの法則としても知られています。この法則は次のように言えます。

たとえば、炭素元素の同位体 14 はベータ粒子を放出し、窒素 14 に変化します。

¹⁴ ₆ C → ⁰ _-1 β + ¹⁴ ₇ N

質量数は変化せず 14 のままですが、原子番号は 1 単位増加して 6 から 7 になったことに注意してください。

これは、原子核の中性子が崩壊するときにベータ粒子 ( ⁰ _-1 β) の放出が発生し、陽子、反ニュートリノ、電子という 3 つの新しい粒子が生じるためです。

¹ ₀ n → ⁰ _-1 e + ¹ ₁ p + ₀ ⁰ ρ
^{中性子 電子 陽子 反ニュートリノ}

これらの各粒子に何が起こるかを観察して、前述の現象を説明します。

• 反ニュートリノ:放出されますが、この粒子は電荷がゼロで質量がほぼゼロに等しいため、大きな変化は意味しません。
• 電子:原子核から放出されます。ただし、電子は陽子や中性子と比べて質量が無視できるため、質量数と原子番号には電子は関係しません。したがって、電子を失ってもこれらの量は変化せず、原子の電荷にのみ影響します。
• 陽子：原子核の中に残ります。崩壊した中性子を置き換えるので、質量数 (陽子 + 中性子) は変化しません。ただし、原子番号 (陽子の数) は 1 単位ずつ増加します。

簡単に言うと、ベータ線は実際には原子核から高速かつ高エネルギーで放出される電子です。

興味深い点は、ベータ粒子の放出で生成される元素が、周期表の元の元素の右側に常に存在することです。前述の炭素と窒素の場合を参照してください。