放射性物質の温度が上昇すると、放射性物質の半減期は短くなりますか？
高温の場合、原子は互いにより強く相互作用するか、光子を放出し、コアを振動させる可能性があります。これらの状況では、放射性物質はより速く核分裂する可能性がありますか？これを使って放射性ゴミを取り除くことはできますか？
回答
放射能が発見されてから数年後、物理学者と化学者（ラザフォードがノーベル化学賞を受賞したことを思い出してください！）は、放射性物質の加熱の影響を調査しました。彼らは活動への影響を検出できなかったため、半減期への影響は検出できませんでした。これは、放射線が原子核から来たという証拠として（原子が電子に囲まれた原子核として確立されるとすぐに）解釈されました。
議論は、炉の温度（たとえば最大3000 K）でも電子配置に乱れが生じるが、原子が完全に電子を剥奪されることはまれであり、激しい核間衝突は非常にまれであるというものでした。 。そのような衝突だけが、不安定な原子核からの粒子の放出に影響を与える可能性があります。
はるかに高い温度と密度（トカマクや星など）では、激しい原子核間衝突が一般的であり、不安定な原子核の半減期が短くなると思いますが、私が知る限り、これはそうではありません。 「通常の」地上温度で検出可能。
すでに2つの良い正解があります。特にOPが主に核分裂過程について尋ねていることを考えると、これらの答えは主要な物理学を捉えています。核内には、室温でも温度の影響を受ける崩壊過程が存在することを指摘したいと思います。
顕著な例は、無反動ガンマ崩壊を特徴とする有名なメスバウアー核です。典型的な同位体の例とその崩壊系列を見てみましょう。57Coは57Feに放射性崩壊します（実際、別の回答で別の例として挙げられた電子捕獲によって）。クールなのは、57Feの励起核状態になり、その後ガンマ光子を放出して崩壊することです。
これらの遷移はメスバウアー分光法で使用され、多くの用途があります。1つは、温度の影響を強く受けるフォノンスペクトルと格子振動を調べることです。
たとえば、いわゆるラム・メスバウアー係数は、多くの場合、直接温度に依存し、自然な線幅の広がり、したがって半減期/減衰時間に直接関係します。
この効果は、原子核への直接的な影響からではなく、崩壊チャネルとその結果としての原子反跳への影響から生じることに注意してください。これは、温度変化のエネルギースケールが核のものである必要がない理由を説明しています。
あなたは2つの別々の概念を混同しているようです。放射性同位元素の半減期は、個々の原子が自発的に崩壊する速度を示します。核分裂性物質が連鎖反応を起こす可能性は、その半減期とはかなり異なります。
放射性崩壊のほとんどのモードでは、放射性同位体の半減期は、温度、圧力、化学結合、電場または磁場などの環境要因とは無関係です。これは非常に正確な実験によって確認されています。
唯一の既知の例外は、原子内の電子が関与する放射性崩壊の一部のモード（電子捕獲など）が、原子の周りの電子殻の形状を変える可能性のある化学結合の影響をわずかに受けることです。詳細については、このウィキペディアの記事を参照してください。
温度（および他の多くの環境要因）に依存するのは、核分裂性物質の中性子断面積です。つまり、ある原子核の崩壊で放出された中性子が別の原子核と相互作用する確率です。これにより、連鎖反応が起こるかどうかが決まります。
他の答えは、温度などの外部要因が核プロセスのいくつかの側面に影響を与える可能性があるいくつかのエキゾチックなケースを考え出しました（中性子捕獲断面積）。ただし、全体的な答えは「いいえ」です。温度は同位体の半減期に影響しません。
効果がない理由を詳しく説明するために、（質問で述べたように）温度として認識されるのは実際には原子の振動であると考えてください。さまざまな温度での原子の振動エネルギーを計算できます。化学反応で達成される一般的な温度の場合、エネルギーは数電子ボルト（eV）のオーダーであることがわかります。一方、核反応は、数メガ電子ボルト（MeV）のエネルギーで発生します。
したがって、核反応は化学反応よりも約6桁強力です。
しかし、エネルギーを加えることによって核崩壊を加速する方法があります。MeVのスケールでエネルギーを追加する必要があります。これは、強力な粒子ビームを使用して行うことができます。このアイデアは理論的には妥当ですが、まだ実験的に開発されていません。
相対論的効果があります。
特殊相対性理論によれば、（比較的）動く時計の刻みは遅くなります。これが意味することは、高速では、粒子は崩壊する前に平均して少し長く生き残るということです。
より高い温度では、ガス中の粒子はより速く移動するので、それらは少し遅く減衰します。それらの速度が光速のかなりの部分に近づくまで、効果は本当に小さいでしょう。
この効果が粒子加速器と宇宙線で観察されていると聞いたことがあります。相対論的効果が観察できるようになるほどガスを加熱できれば（控えめに言っても難しい）、理論は成り立つはずですが、その温度では他のあらゆる種類の核効果が発生します。