A順【C除】

絶対年代の測定に使われる
次の放射性同位体を
半減期が長いものから
順に選びなさい
ルビジウム87 490億年
トリウム232 140.5億年
ウラン238 44.7億年
炭素14 5730年
32%

半減期とは
 原子核が放射線を出すタイミングはいつなのでしょうか。それぞれの原子核に対しては、いつ崩壊するかはそれこそ原子核しだいで、確率としてしか表わすことはできません。たとえば宝くじがいつ当たるかなんて、誰にもわかりません。それがわかれば、当たるときだけ買えばいいので、確実にもうけることができます。
 宝くじといえば、自分を含め知り合いに誰ひとりとして一等賞が当たった人を聞いたことがない、そんなことはありませんか。でも、発表された結果を見ると、100人もの人に7億円が当たっている。その人たちはいったいどこに…もしかしてこれは陰謀で、本当は存在していないのに当選者がいるかのように発表しているだけでは…
 なんて疑ってしまうほど、いつ当たるかなんてわかりませんよね。しかしそれは自分の身の回りしか見ていないという少なすぎるサンプル数のためにそう思えるだけで、サンプル数を多くすればかならず当選者はいるものです。ある特定の人に宝くじが当たるかどうかなどさっぱりわからなくとも、購買者を大量に集めれば、一定量の当選者が存在し、そこから平均的な当選率が計算できるでしょう。
 放射線に関しても同じで、ある確率で崩壊しているのであれば、同じ種類の原子核を大量に集めて測定すれば、平均化された「崩壊時間」がわかるのです。
 じゅうぶん大量に同じ種類の放射性同位体があったとして、それが時間と共に崩壊していく現象を観察するとしましょう。

崩壊すると別のものに変わってしまいますので、最初の状態のものは減っていきます。観察を開始してから、最初の状態のままのものがe分の1まで減ってしまった時間を、その放射性同位体の「寿命」と呼びます(eはネイピア数と言って、自然対数の底です(2))。eは2.7程度ですので、37%程度にまで減ってしまう時間を表わしています。
 また、e分の1ではなく、2分の1、つまり半分にまで減ってしまう時間を、「半減期」と呼びます。寿命はわれわれ物理学者の間ではなじみ深いものですが、一般的には、半減期のほうがなじみ深いことでしょう。ですので、以下、本サイトでは、半減期のほうを使うこととしましょう。
 半減期は、放射性同位体によって決まっています。また、その放射性同位体をあつかううえでとても重要な値ですので、あらゆる放射性同位体について測定されています。例をあげますと、ポロニウム210が138日、トリチウムが12年、炭素11が20分です。
 この量についても、第10章に各放射性同位体ごとに書いておきます。
引用元:第3章 放射能と半減期について考えよう | 放射線について考えよう。 http://radiation.shotada.com/chapter/03/

半減期
はんげんき
half lifehalf value period
放射性物質が放出する放射線の強さが、半分に減少するのに要する時間。放射性物質の放射線の強さは時間とともにしだいに減少していく。これは、放射線を出す原子核の数が時間とともに減少し、また放射線の強さが単位時間当りの崩壊原子核数に比例するためである。放射性物質の原子核の崩壊は、個々の原子核については偶然に支配される確率現象である。しかし非常に多数の崩壊しうる原子核の集まりについては、単位時間に崩壊する割合λ(ラムダ)は一定の値となる。崩壊しうる原子核の数をNとし、そのうち単位時間内に崩壊する原子核の数をnとすると、λ=n/Nで与えられる(λを崩壊定数という)。この値は、1個の崩壊可能な原子核が単位時間に崩壊をおこす確率と考えてよく、その逆数は崩壊の平均寿命τ(タウ)=1/λを与える。通常、崩壊の寿命は平均寿命に比例した半減期T1/2=(ln2)×τで表される(lnは自然対数)。T1/2は放射性元素の量が初めの量の半分になる時間として定義される。すなわち、ある時刻にN0であった崩壊可能な原子核の量が、T1/2時間たつとN0/2となる。半減期は崩壊する原子核の種類で異なり、長いものから短いものまでさまざまである。[池田清美]
引用元:半減期(はんげんき)とは – コトバンク https://kotobank.jp/word/%E5%8D%8A%E6%B8%9B%E6%9C%9F-117987

【解説】
物質を構成する基本粒子を原子といいます。
原子は陽子と中性子からなる原子核とそれをとりまく電子から構成されています。

原子では,陽子の数と電子の数は等しく,この値を「原子番号」といいます。
この原子番号によって元素が決まります。
原子番号6が炭素Cです。

陽子の数と中性子の数を足した数を「質量数」といいます。
陽子と中性子の質量はほぼ等しく,電子の質量は小さく無視できます。
質量数は元素記号の左上に示します。つまり,「14C」は,質量数14の炭素のことです。「たんそじゅうよん」のように読みます。

原子番号は同じで,質量数が異なる原子を互いに「同位体」といいます。
同位体は原子核内の陽子の数は同じですが,中性子の数が異なります。
炭素原子のほとんどは 12C で質量数が12の炭素ですが,14C のように中性子が 12C より2個多く質量数が14の炭素も存在します。
14C は原子核が不安定で,放射線を出して一定の速さで別の原子核に変化(放射性崩壊)し安定な窒素 14N になろうとします。
このような同位体を「放射性同位体」といいます。

生きている植物は,大気とCのやりとりをしているので,大気中と同じ割合で 14C を含んでいます。
植物が枯れて土中に埋まると大気とのやりとりがなくなりますから,14C の放射性崩壊によって 14C の割合が減っていきます。
原子核の崩壊によって,放射性同位体の数が半分に減少するのに必要な期間を「半減期」といいます。
半減期はそれぞれの放射性同位体ごとに一定です。
14C の半減期は比較的短いため,動植物の遺体の年代測定など比較的新しい年代の測定に利用されます。
引用元:14Cとは何ですか?|理科|苦手解決Q&A|進研ゼミ高校講座|ベネッセコーポレーション https://kou.benesse.co.jp/nigate/science/a13g05bb01.html