﻿1. ソフト名 ： 原子核図鑑

2. 概要
　陽子と中性子の数を変えたときのさまざまな原子核をイメージ表示できます。不安定な原子核では複数の崩壊パターンを見ることができます。

　原子核は、物質をつくる最小単位である「原子」の中心にある小さな芯です。原子を野球場にたとえると、原子核はその中心に置かれた「一粒の米」ほどの大きさしかありません。しかし、原子の重さの99.9％以上がこの芯に集中しています。
　中身はプラスの電気を持つ「陽子」と、電気を持たない「中性子」でできており、陽子の数によってその原子核を持つ原子の「原子番号」が決まり、水素か酸素かといった元素の種類が決まります。
　同じ数の陽子を持っている原子核でも、中性子の数によって原子核の種類「核種」が異なります。現在、約3300種類もの核種が見つかっており、それぞれの性質が調べられています。
　核種を表すとき、元素名（元素記号）のあとに陽子+中性子の数（「質量数」という）をつけて、「ウラン238」（U-238）などとします。
　身の回りの物質を形づくる原子核はほとんどが安定なものですが、なかには不安定な原子核もあって、その原子核はやがて崩壊し、他の原子核に変化していきます。
　崩壊のパターンには、α線（ヘリウムの原子核）を放出する「アルファ崩壊」、β線（電子）を放出する「ベータ崩壊」、複数の核に分裂する「核分裂」などがあります。
　どれくらいの頻度で崩壊するのかを表すのが「半減期」で、半分の数の原子核が崩壊するまでの時間を表します。例えば、半減期10年であれば、10年たつと最初の原子核の半分が別の原子核に変わっているということです。
　崩壊パターンによって、どの原子核に変わるかは決まっていて、例えばウラン238がアルファ崩壊すると、陽子、中性子がともに２つ減り、トリウム234になります。
　この教材では、陽子と中性子の数を入力すると、それに該当する原子核モデルとその周りにある電子モデルを画面に表示し、さらにその原子核が持つ性質（安定性、半減期、崩壊パターンなど）を表示します。さらに、不安定な原子核の場合、崩壊の様子もアニメーションで表現します。

3. 操作
・画面右側にある操作パネルの中の「陽子」スライダーと「中性子」スライダーでそれぞれの数を設定すると、そのときの原子核が左の描画エリアに表示され、右のパネルにその性質等が表示されます。（陽子スライダーを動かすと、その陽子数の核種の中でもっとも安定な中性子数が自動的に選ばれるようになっています。）
・原子核のまわりに陽子数と同じ数の電子が表示されます。電子は３次元のボーア模型として表示し、電子殻ごとに原子核からの半径を決めて回転します。また、そのときの電子配置も情報として表示されます。
・「電子表示／非表示」ボタンで、電子の表示・非表示を切り替えられます。
・原子核の表示は、マウスのホイール（タブレットのピンチ）で拡大縮小ができ、マウスのドラッグ（タブレットのスワイプ）で見る角度を変えられます。
・安定な原子核を選ぶとそのまま変化しませんが、不安定な原子核を選んだ場合は崩壊が始まります。崩壊の種類は、「アルファ崩壊」、「ベータ崩壊」、「自発核分裂」、「電子捕獲」、「陽子放出」、「中性子放出」です。どの崩壊が始まるかは、原子核の情報にある確率に従います。（崩壊パターンがわかっていない、あるいはデータベースにない原子核は、バラバラに飛散するアニメーションになります。）
・何度も崩壊を繰り返すと、最後に安定な原子核に達することがあり、この過程を「原子核崩壊連鎖（放射性崩壊系列）」といいます。（例：「ウラン系列」ウラン238⇒鉛206）　この過程がわかるように、崩壊が起こる度にその履歴を左上に表示します。別の核種を選ぶとリセットされます。

4. 留意点
・原子核や電子、崩壊の様子は、わかりやすいモデルで表しており、その大きさの比率や動き方はあくまでもイメージです。
・ベータ崩壊の際、反電子ニュートリノが放出されますが、それは表示していません。
・本教材の原子核のデータはすべて、IAEA（国際原子力機関）の核データセクションが提供しているデータベース「Livechart of Nuclides」をもとにしています。

5. HP : https://nitto21.oops.jp/kyozai/index.html
　HPでは、Web上で実行できるバージョンも公開しています。このバージョンでは様々なOSのPCやタブレット、スマホでも実行可能です。

6. 連絡先 : nitto21@hotmail.com

7. 取り扱い種別 : フリーソフト

8. 動作環境
　・ＯＳ : Windows10、11
　・タイプ : デスクトップ、ラップトップ、タブレット
　・ポインティングデバイス : マウス、タブレット

9. 開発ソフト : Unity6.3

10. 実行方法
　zipファイルを解凍してできた「AtomicNucleus」フォルダ内の「AtomicNucleus.exe」ファイルをダブルクリックするだけで実行できます。インストールの必要はありません。不要になったら「AtomicNucleus」フォルダごと削除してください。
（※実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。）


