학문
알파(α), 베타(β), 감마(γ) 붕괴는 각각 어떤 방식으로 일어나며, 원자핵의 원자번호와 질량수에 어떤 변화를 주나요?
안녕하세요. 더 안정한 상태의 핵이 되기 위해서 알파(α), 베타(β), 감마(γ) 붕괴는 각각 어떤 방식으로 일어나며, 원자핵의 원자번호와 질량수에 어떤 변화를 주는지 궁금합니다.
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안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 원자핵은 더 안정된 상태에 도달하기 위해 여러 형태의 붕괴 과정을 겪을 수 있는데, 대표적으로 알파(α) 붕괴, 베타(β) 붕괴, 감마(γ) 붕괴가 있습니다. 우선 알파(α) 붕괴란 원자핵이 헬륨 원자핵(⁴₂He, 알파 입자)을 방출하는 과정을 의미하는데요, 주로 우라늄이나 라듐, 토륨과 같이 매우 무거운 원자핵이 안정성을 얻기 위해 질량을 줄일 때 발생합니다. 다음으로 베타 붕괴에는 β⁻ 붕괴, β⁺ 붕괴, 전자 포획 세 가지가 있는데요, β⁻ 붕괴 과정에서 원자핵 내부의 중성자가 양성자로 변하면서, 전자(β⁻)와 전자 반중성미자(ν̅e)가 방출됩니다. β⁺ 붕괴 과정에서는 원자핵 내부의 양성자가 중성자로 변하면서, 양전자(β⁺)와 전자 중성미자(νe)가 방출되며, 마지막으로 전자 포획에서는 원자핵이 궤도 전자(보통 K전자)를 흡수하여, 양성자가 중성자로 바뀌고 전자 중성미자(νe)가 방출됩니다. 감마(γ) 붕괴란 원자핵이 알파 또는 베타 붕괴 후 들뜬 상태에 있을 때, 여분의 에너지를 감마선(γ, 고에너지 광자) 형태로 방출하여 안정된 낮은 에너지 준위로 전이하는 것인데요, 에너지 준위의 변화만 일어나며, 핵종 자체는 변하지 않는다는 특징이 있습니다. 감사합니다.