フェルミの原子核物理学講義からの学び
原子核の構造
フェルミの講義では、原子核は陽子と中性子から構成されていることが強調されていました。陽子は正の電荷を持つ粒子であり、中性子は電荷を持ちません。これらの粒子は核力によって原子核内に結合されています。核力は非常に強い力ですが、非常に短い範囲でのみ作用します。
放射性崩壊
フェルミは、特定の原子核が不安定であり、放射性崩壊と呼ばれるプロセスを経て崩壊することを説明しました。放射性崩壊には、アルファ崩壊、ベータ崩壊、ガンマ崩壊など、さまざまな種類があります。
* **アルファ崩壊**では、原子核からアルファ粒子（2 つの陽子と 2 つの中性子からなるヘリウム原子核）が放出されます。
* **ベータ崩壊**には、原子核内の中性子が陽子と電子に変わるベータマイナス崩壊と、陽子が中性子と陽電子に変わるベータプラス崩壊の 2 つの種類があります。電子または陽電子は原子核から放出されます。
* **ガンマ崩壊**では、原子核からガンマ線と呼ばれる高エネルギー光子が放出されます。
核反応
フェルミの講義では、原子核は他の原子核や粒子と相互作用して、核反応を起こす可能性があることも説明しました。核反応には、核分裂と核融合の 2 つの重要な種類があります。
* **核分裂**とは、重い原子核が 2 つ以上の軽い原子核に分裂することです。このプロセスでは、莫大な量のエネルギーが放出されます。
* **核融合**とは、2 つ以上の軽い原子核が融合してより重い原子核を形成することです。このプロセスでも、莫大な量のエネルギーが放出されます。
中性子と核反応におけるその役割
フェルミは、中性子が核反応を起こす上で特に効果的であることを強調しました。これは、中性子が電荷を持たず、原子核の正に帯電した陽子の反発を受けずに原子核に侵入できるためです。