元素はどうしてできたのか 誕生・合成から「魔法数」まで PHPサイエンス・ワールド新書

櫻井博儀【著】

• 販売会社／発売会社: PHP研究所
• 発売年月日: 2013/11/20
• JAN: 9784569815480

商品レビュー

2016/02/24

元素生成に関する知識の整理とより詳細な知識の獲得。核図表の見方が分かって面白い。最後は端折った感じ。

本書ではＪＷＰへの提出までの経緯が書かれているが、ようやく昨年（２０１５年）末に１１３番元素の命名権が得られて、おめでたい限りだ。

＊１章
・元素は１１８種類見つかっている。天然に存在するのは９２番目のウランまで。
＊２章
・元素ができるのは１．ビッグバン（水素、ヘリウム、リチウム元素のみ）。２．恒星内での元素合成（核融合。鉄まで）。３．超新星爆発のラピッドプロセス
・クォークが３つ集まって陽子や中性子になると５０倍くらい重くなる。
・陽子と中性子の重さは中性子のほうが０．１％重い。中性子の寿命は１５分、陽子は長い（１０＾３４より長い。宇宙年齢は１０＾１０）。
・陽子と中性子が結合して重陽子になると、単独の時よりも軽くなってエネルギー的に安定する。しかし、陽子と陽子、中性子と中性子の組み合わせは束縛エネルギーが小さいため、状態のエネルギーが小さくならない。
・強い相互作用の性質を決めているのはテンソル力という成分で、粒子のスピンと深く関わっている。
・最初の恒星は水素７６％、ヘリウム２４％で核融合が始まる。中心部分では核融合する原子核が次々に変わり鉄（原子番号２６）まで進むが、鉄はこの宇宙の元素で一番安定しているので、核融合が止まる。
・超新星爆発によってニュートリノが発生すると言うことは、爆縮すなわち陽子から中性子がたくさん発生したと言うこと。
・１秒ほどのラピッドプロセスでは、中性子が過剰な原子がつくられ、新しい元素が次々につくられた。
・巨大な恒星の中では１００～１億年というペースで、スロー・プロセスが進み、鉄からビスマスまでの元素の約半分が生成される。
＊３章
・現在知られている原子核は約３０００。１年間で３０個くらい増えている。
・現状は測定可能な１０億分の１秒という時間が、原子核として存在するかどうかの時間的な境目。
・電子に加えて、陽子、中性子にも独立に魔法数が存在する。中性子過剰な領域にも特別な魔法数が存在する。
＊４章　実験室で元素をつくるとは、ほんの短時間のこと、その崩壊過程を検出するのに困難があること。
＊５章、６章　日本の加速器研究は、戦争をはさんで、現在はＲＩ（放射性原子核）ビームにおいて特別な位置が与えられている。

2016/02/17

恒星内元素合成やCNOサイクルなどの話、ビッグバンからできる元素がリチウムまでに限定される理由、新元素の合成と認定とは具体的に何なのかなど、絶妙にあいまいだった知識領域をうまいこと補完できた。かなり平易に書かれているので事前知識は少なめでも大丈夫なのがよい。とはいえ、アウトプットをしていないので数ヶ月でそっくり内容を忘れてしまったが。