人工放射性核種を初めて生成したジョリオ・キュリー夫妻のアルファ線衝撃実験 (16-03-03-08)

＜本文＞
　1934年ジョリオ・キュリー夫妻（Jean Frederic Joliot、仏、1900〜1958、Irene Curie Joliot、仏、1897〜1956）は、アルミニウム、ホウ素、マグネシウムをポロニウムからのアルファ線で照射すると、線源を取り去った後にも放射線の放出が続いていることを発見した。放射線は特有の半減期を持って指数関数状に減衰した。半減期は、アルミニウムについては3.25分、ホウ素については14分、マグネシウムについては2.5分であった。放出される放射線は、前二者が陽電子、マグネシウムが電子であった。
　線源のアルファ線のエネルギーを減少させても、放出放射線のエネルギーと半減期は変わらず、ただ放射能の強度が低下するだけであった。
　どのような放射性元素が発生したのかは、次の化学処理によって判明した。
　アルミニウムの場合：照射されたアルミニウム片を塩酸で処理すると、発生した放射能のすべては気体（主として重水素）に移り、残ったアルミニウムに放射能はなかった。放射能は水酸化リンの形で気体となった。
　ホウ素の場合：照射された窒化ホウ素をカセイソーダと加熱すると、放射能はすべてアンモニアに移り、残ったホウ素には放射能がなかった。
　以上から、次の核反応が起こったものと推定された。
　１）アルミニウム場合：
　アルミニウム27の原子核（陽子13個、中性子14個）にアルファ粒子（陽子2個、中性子2個）が入射し、中性子が放出され、残りの陽子15個と中性子15個で、リン30の原子核が生成される。リン30は陽電子を放出してケイ素30（陽子14個、中性子16個）に壊変する（現在知られているリン30の半減期は2.50分である）。

　２）ホウ素の場合：
　ホウ素10の原子核（陽子5個、中性子5個）にアルファ粒子（陽子2個、中性子2個）が入射し、中性子が放出され、残りの陽子7個と中性子6個で窒素13の原子核が生成される。窒素13は陽電子を放出して炭素13（陽子6個、中性子7個）に壊変する（現在知られている炭素13の半減期は9.97分である）。
　また、マグネシウムの場合については、前二者ほど簡単には確認できなかったが、次のような核反応が考えられた。

　３）マグネシウムの場合：
マグネシウム25の原子核（陽子12個、中性子13個）にアルファ粒子（陽子2個、中性子2個）が入射し、陽子が放出され、残りの陽子13個と中性子15個でアルミニウム28の原子核が生成される。アルミニウム28は電子を放出して、ケイ素28（陽子14個、中性子14個）に壊変する（現在知られているアルミニウム28の半減期は2.24分である）。

＜参考文献＞
１．ウィークス、レスター著、大沼正則訳、元素発見の歴史、朝倉書店、1990年、880-881頁
２．マダム・ピエール・キュリー著、放射能　下巻、白水社、1943年、407-409頁
３．プロジェクト物理６、原子核、コロナ社、1985年、85-88頁