Альфа-распад
Alpha decay
Альфа-распад
(или
α-распад) – самопроизвольное испускание атомными ядрами альфа-частиц (ядер
атома гелия). Поскольку α-частица представляет собой связанное состояние
двух протонов и двух нейтронов (т.е. ядро гелия), то в результате α-распада
конечное ядро содержит на 2 протона и 2 нейтрона меньше, чем начальное.
Например, α-распад ядра плутония, содержащего 239 нуклонов, в числе которых
94 протона, записывается следующим образом: 239 Pu→
235 U + α . Конечным ядром после распада является
ядро урана, содержащее 235 нуклонов, из которых 92 протона. Альфа-распад
становится энергетически возможным для ядер, содержащих не менее 60 протонов.
Для того чтобы происходил α-распад, необходимо, чтобы масса исходного
ядра M(A,Z) была больше суммы масс конечного ядра M(A-4, Z-2)
и α -частицы m α:
M(A,Z) > M(A-4, Z-2) + m α .
Энергия α-распада
Q α = c 2 .
Энергия, освобождающаяся при α-распаде, обычно заключена в интервале
2–9 МэВ (1 МэВ = 1.6 . 10 -13 Дж) и основная её часть
(≈98%) уносится α-частицей в виде её кинетической энергии. Оставшиеся 2%
- это кинетическая энергия конечного ядра. Периоды полураспада альфа-излучателей
изменяются в очень широких пределах: от 5 . 10 -8 сек
до 8 . 10 18 лет. Столь широкий разброс периодов полураспада,
а также огромные значения этих периодов для многих альфа-радиоактивных ядер
объясняется тем, что α-частица не может “мгновенно” покинуть ядро, несмотря
на то, что это энергетически выгодно. Для того чтобы покинуть ядро, α-частица
должна преодолеть потенциальный барьер - область на границе ядра, образующуюся
за счёт потенциальной энергии электростатического отталкивания α-частицы
и конечного ядра и сил притяжения между нуклонами. С точки зрения классической
физики α-
частица не может преодолеть потенциальный барьер, так как
не имеет необходимой для этого кинетической энергии. Однако квантовая механика
допускает такую возможность - α-частица имеет определенную вероятность пройти
сквозь потенциальный барьер и покинуть ядро. Это квантовомеханическое явление
называют “туннельным эффектом” или “туннелированием”. Чем выше барьер, тем
меньше вероятность туннелирования, а период полураспада больше. Огромный
диапазон периодов полураспада α-излучателей объясняется различным сочетанием
кинетических энергий α-частиц и высот потенциальных барьеров. Если бы барьера
не существовало, то альфа-
частица за время ≈10 -21 – 10 -23
с покинула бы ядро.
Простейшая модель α-распада была предложена в 1928 году
Г. Гамовым и независимо от него
Г. Герни и Э. Кондоном .
В этой модели предполагалось, что α-частица постоянно существует в ядре.
Пока α-частица находится в ядре на нее действуют ядерные силы притяжения.
Радиус их действия – R. Ядерный потенциал – V 0 . За пределами
ядерной поверхности при r > R потенциал является кулоновским
V(r) = 2Ze 2 /r.
Упрощенная схема совместного действия ядерного потенциала притяжения и кулоновского потенциала отталкивания показана на рисунке. Для того, чтобы выйти за пределы ядра α-частица должна пройти сквозь потенциальный барьер, заключенный в области от R до R c . Вероятность D альфа-распада в основном определяется вероятностью прохождения α-частиц через кулоновский потенциальный барьер
В рамках этой модели удалось объяснить сильную зависимость
вероятности α-распада от энергии
-частицы.
Таким образом, вылет α-частиц из радиоактивных ядер обусловлен
туннельным эффектом. Аналогичные явления – вылет электронов из металла или
проникновение электронов в зону проводимости. Во всех этих случаях проявляются
волновые свойства частиц.
Закон Гейгера-Неттола, установленный
экспериментально, показывает зависимость между периодом полураспада
T 1/2 α-радиоактивных ядер и энергией Е α вылетающей
α-частицы
Ядра большинства атомов – это довольно устойчивые образования.
Однако ядра атомов радиоактивных веществ в процессе радиоактивного распада самопроизвольно превращаются в ядра атомов других веществ. Так в 1903 году Резерфорд обнаружил, что помещенный в сосуд радий через некоторое время превратился в радон. А в сосуде дополнительно появился гелий. Альфа-распад
При альфа-распаде излучается α-частица (ядро
атома гелия). Из вещества с количеством протонов Z и нейтронов N в атомном ядре оно превращается в вещество с количеством протонов Z-2 и количеством нейтронов N-2, атомной массой А-4. То есть происходит смещение образовавшегося элемента на две клетки назад в периодической системе.
Альфа-распад – это внутриядерный процесс . В составе тяжелого ядра за счет сложной картины сочетания ядерных и электростатических сил образуется самостоятельная α-частица, которая выталкивается кулоновскими силами гораздо активнее остальных нуклонов. При определенных условиях она может преодолеть силы ядерного взаимодействия и вылететь из ядра.
Бета-распад
При бета-распаде
излучается электрон (β-частица). В результате распада одного нейтрона на протон, электрон и антинейтрино, состав ядра увеличивается на один протон, а электрон и антинейтрино излучаются вовне. Соответственно,
образовавшийся элемент смещается в периодической системе на одну клетку вперед.
Пример β-распада:
Гамма-распад
Гамма-распад – это излучение гамма-квантов ядрами в возбужденном состоянии, при котором они обладают большой по сравнению с невозбужденным состоянием энергией. В возбужденное состояние ядра могут приходить при ядерных реакциях либо при радиоактивных
Существуют распады с эмиссией нейтрона, протона, кластерная радиоактивность и некоторые другие, очень редкие виды распадов. Но превалирующие виды радиоактивности это альфа, бета и гамма распад.
Таблица распадов
Тип радиоактивности | Изменение заряда ядра Z | Изменение массового числа А | Характер процесса |
Вылет α-частицы – системы двух протонов и двух нейтронов, соединенных воедино |
|||
Взаимные превращения в ядре нейтрона () и протона () |
|||
β – -распад |
|
||
β + -распад |
|
||
Электронный захват (е – -или К-захват) |
И – электронное нейтрино и антинейтрино |
||
Спонтанное деление | Z – (1/2)A | A – (1/2)A | Деление ядра обычно на два осколка, имеющих приблизительно равные массы и заряды |
Э. Резерфорд обнаружил две составляющие этого излучения: менее проникающую, названную α- излучением, и более проникающую, названную - излучением. Третья составляющая урановой радиации, самая проникающая из всех, была открыта позже, в 1900 году, Полем Виллардом и названа по аналогии с резерфордовским рядом γ-излучением. Резерфорд и его сотрудники показали, что радиоактивность связана с распад
ом атомов (значительно позже стало
ясно, что речь идет о распаде атомных ядер), сопровождающимся выбросом
из них определенного типа излучений. Этот вывод нанес сокрушительный
удар по господствовавшей в физике и химии концепции неделимости атомов.
В последующих исследованиях Резерфорда было показано, что α-излучение представляет собой поток α-частиц
, которые являются не чем иным, как ядрами изотопа гелия 4 Не,
а
β-излучение
состоит из электронов
и γ-излучение
является потоком высокочастотных электромагнитных квантов
, испускаемых атомными ядрами при переходе из возбужденных в более низколежащие состояния.β-распада ядер . Теория этого явления была создана лишь в 1933 году Энрико Ферми, который использовал гипотезу Вольфганга Паули о рождении в β-распаде нейтральной частицы, имеющей близкую к нулю массу покоя и названной нейтрино . Ферми обнаружил, что β-распад обусловлен новым типом взаимодействия частиц в природе - "слабым" взаимодействием и связан с процессами превращения в родительском ядре нейтрона в протон с испусканием электрона е - и антинейтрино (β - -распад), протона в нейтрон с испусканием позитрона е + и нейтрино ν (β + -распад), а также с захватом протоном атомного электрона и испусканием нейтрино ν (электронный захват).
Четвертый вид радиоактивности, открытый в России в 1940 году
молодыми физиками Г.Н. Флеровым и К.А. Петржаком,
связан со спонтанным делением ядер, в процессе которого некоторые
достаточно тяжелые ядра распадаются на два осколка с примерно равными
массами.Но и деление не исчерпало всех видов радиоактивных превращений атомных ядер. Начиная с 50-х годов физики методично приближались к открытию протонной радиоактивности ядер. Для того чтобы ядро, находящееся в основном состоянии, могло самопроизвольно испускать протон, необходимо, чтобы энергия отделения протона от ядра была положительной. Но таких ядер в земных условиях не существует, и их необходимо было создать искусственно. К получению таких ядер были очень близки российские физики в Дубне, но протонную радиоактивность открыли в 1982 году немецкие физики в Дармштадте, использовавшие самый мощный в мире ускоритель многозарядных ионов.
Наконец, в 1984 году
независимые группы ученых в Англии и России открыли кластерную
радиоактивность некоторых тяжелых ядер, самопроизвольно испускающих
кластеры - атомные ядра с атомным весом от 14 до 34.
Ядра большинства атомов - это довольно устойчивые образования. Однако ядра атомов радиоактивных веществ в процессе радиоактивного распада самопроизвольно превращаются в ядра атомов других веществ. Так в 1903 году Резерфорд обнаружил, что помещенный в сосуд радий через некоторое время превратился в радон. А в сосуде дополнительно появился гелий: (88^226)Ra→(86^222)Rn+(2^4)He. Чтобы понимать смысл написанного выражения, изучите тему о массовом и зарядовом числе ядра атома .
Удалось установить, что основные виды радиоактивного распада: альфа и бета-распад происходят согласно следующему правилу смещения:
Альфа-распад
При альфа-распаде излучается α-частица (ядро атома гелия). Из вещества с количеством протонов Z и нейтронов N в атомном ядре оно превращается в вещество с количеством протонов Z-2 и количеством нейтронов N-2 и, соответственно, атомной массой А-4: (Z^A)X→(Z-2^(A-4))Y +(2^4)He. То есть происходит смещение образовавшегося элемента на две клетки назад в периодической системе.
Пример α-распада: (92^238)U→(90^234)Th+(2^4)He.
Альфа-распад - это внутриядерный процесс . В составе тяжелого ядра за счет сложной картины сочетания ядерных и электростатических сил образуется самостоятельная α-частица, которая выталкивается кулоновскими силами гораздо активнее остальных нуклонов. При определенных условиях она может преодолеть силы ядерного взаимодействия и вылететь из ядра.
Бета-распад
При бета-распаде излучается электрон (β-частица). В результате распада одного нейтрона на протон, электрон и антинейтрино, состав ядра увеличивается на один протон, а электрон и антинейтрино излучаются вовне: (Z^A)X→(Z+1^A)Y+(-1^0)e+(0^0)v. Соответственно, образовавшийся элемент смещается в периодической системе на одну клетку вперед.
Пример β-распада: (19^40)K→(20^40)Ca+(-1^0)e+(0^0)v.
Бета-распад - это внутринуклонный процесс . Превращение претерпевает нейтрон. Существует также бета-плюс-распад или позитронный бета-распад. При позитронном распаде ядро испускает позитрон и нейтрино, а элемент смещается при этом на одну клетку назад по периодической таблице. Позитронный бета-распад обычно сопровождается электронным захватом.
Гамма-распад
Кроме альфа и бета-распада существует также гамма-распад. Гамма-распад - это излучение гамма-квантов ядрами в возбужденном состоянии, при котором они обладают большой по сравнению с невозбужденным состоянием энергией. В возбужденное состояние ядра могут приходить при ядерных реакциях либо при радиоактивных распадах других ядер. Большинство возбужденных состояний ядер имеют очень непродолжительное время жизни - менее наносекунды.
Также существуют распады с эмиссией нейтрона, протона, кластерная радиоактивность и некоторые другие, очень редкие виды распадов. Но превалирующие
Альфа-распад
- распад атомных ядер, сопровождающийся испусканием альфа-частиц (ядер 4 He).
Часть изотопов могут самопроизвольно испускать альфа-частицы
(испытывать альфа-распад), т.е. являются
альфа-радиоактивными
. Альфа-радиоактивность за редким
исключением (например 8 Be) не встречается среди легких и средних
ядер. Подавляющее большинство альфа-радиоактивных изотопов (более 200)
расположены в периодической системе в в области тяжелых ядер (Z > 83). Известно
также около 20 альфа-радиоактивных изотопов среди редкоземельных элементов,
кроме того, альфа-радиоактивность характерна для ядер, находящихся вблизи
границы протонной стабильности. Это обусловлено тем, что альфа-распад связан с
кулоновским отталкиванием, которое возрастает по мере увеличения размеров ядер
быстрее (как Z 2), чем ядерные силы притяжения, которые растут
линейно с ростом массового числа A.
Ядро альфа-радиоактивно, если выполнено условие, являющееся
следствием закона сохранения энергии
которая называется энергией альфа-распада . Ядра могут испытывать альфа-распад также на возбужденные состояния конечных ядер и из возбужденных состояний начальных ядер. Поэтому соотношение для энергии альфа-распада (2) можно обобщить следующим образом
| Q α = (M(A,Z) - M(A-4,Z-2) - M α) с 2 + - , |
где и - энергии возбуждения начального и
конечного ядер соответственно. Альфа-частицы, возникающие в результате распада
возбужденных состояний, получили название
длиннопробежных
. Для большинства ядер с A > 190 и для многих
ядер с 150 < A < 190 условие (12) выполняется, однако далеко не все они
считаются альфа-радиоактивными. Дело в том, что современные экспериментальные
возможности не позволяют обнаружить альфа-радиоактивность для нуклидов с
периодом полураспада большим, чем 10 16 лет. Кроме того, часть
“потенциально” альфа-радиоактивных ядер испытывают также бета-распад, который
сильно конкурирует с альфа-распадом.
Основную часть энергии альфа-распада (около 98%) уносят альфа-частицы. Используя
законы сохранения энергии и импульса для кинетической энергии альфа-частицы T α
можно получить соотношение
|
Периоды полураспада известных альфа-радиоактивных нуклидов
варьируются от 0.298 мкс для 212 Po до >10 15 лет
для 144 Nd,
174 Hf... Энергия альфа-частиц, испускаемых тяжелыми ядрами из
основных состояний, составляет 4 - 9 МэВ, ядрами редкоземельных элементов 2 -
4.5 МэВ.
Важным свойством альфа-распада является то, что при небольшом
изменении энергии альфа-частиц периоды полураспада меняются на многие порядки.
Так у 232 Th Q α = 4.08 МэВ, T 1/2 = 1.41·10 10
лет, а у 218 Th Q α = 9.85 МэВ, T 1/2 = 10 мкс.
Изменению энергии в 2 раза соответствует изменение в периоде полураспада на 24
порядка.
Для четно-четных изотопов одного элемента зависимость периода
полураспада от энергии альфа-распада хорошо описывается эмпирическим законом Гейгера - Неттола
где T 1/2 в сек, Q α в МэВ. На рис. 1 показаны экспериментальные значения периодов полураспада для 119 альфа-радиоактивных четно-четных ядер (Z от 74 до 106) и их описание с помощью соотношения (6).
|
Для нечетно-четных, четно-нечетных и нечетно-нечетных ядер общая тенденция
сохраняется, но их периоды полураспада в 2 - 1000 раз больше, чем для
четно-четных ядер с данными Z и Q α .
Основные особенности альфа-распада, в частности сильную
зависимость вероятности альфа-распада от энергии удалось в 1928 г. объяснить Г. Гамову и независимо от него Р. Герни и
Э. Кондону . Ими было показано,
что вероятность альфа-распада в основном определяется вероятностью прохождения
альфа-частицы сквозь потенциальный барьер.
Рассмотрим простую модель альфа-распада. Предполагается, что
альфа-частица движется в сферической области радиуса R, где R - радиус ядра.
Т.е. в этой модели предполагается, что альфа-частица постоянно существует в
ядре.
Вероятность альфа-распада равна
произведению вероятности найти альфа-частицу на границе ядра f на вероятность ee
прохождения через потенциальный барьер D (прозрачность барьера)
Можно отожествить f с числом соударений в единицу времени, которые испытывает альфа-частица о внутренние границы барьера, тогда
 |
где v, T a , a
- скорость внутри ядра, кинетическая энергия и приведенная масса
альфа-частицы, V 0 - ядерный потенциал. Подставив в выражение
(8) V 0 = 35 МэВ, T a = 5 МэВ, получим для ядер с A 200, f 10 21
с -1 .
Hа рис.2 показана зависимость потенциальной энергии между
альфа-частицей и остаточным ядром от расстояния между их центрами. Кулоновский
потенциал обрезается на расстоянии R, которое приблизительно равно радиусу
остаточного ядра. Высота кулоновского барьера B k определяется
соотношением
 МэВ
|
Здесь Z и z - заряды (в единицах заряда электрона e) остаточного ядра и альфа-частицы соответственно. Например для 238 U B k 30 МэВ.
Можно выделить три области.
|
|
(Аналогично влияние кулоновского барьера и в случае ядерной реакции, когда альфа-частица подлетает к ядру. Если ее энергия меньше высоты кулоновского барьера, она скорее всего рассеется кулоновским полем ядра, не проникнув в него и не вызвав ядерной реакции. Вероятность таких подбарьерных реакций очень мала.)
испускание альфа-частиц атомными ядрами в процессе самопроизвольного (спонтанного) радиоактивного распада (см. Радиоактивность). При А.-р. из радиоактивного («материнского») ядра с атомным номером Z и массовым числом (См. Массовое число) А испускается ядро гелия
Известно (1968) около 200 α-радиоактивных ядер; большая часть их тяжелее свинца (Z > 82). Некоторое количество α-радиоактивных изотопов имеется в области значений Z Ядро атомное). Так, в области редких земель имеется несколько α-радиоактивных ядер (например, Время жизни), характерные для ядер с небольшой энергией А.-р. (см. ниже).
При А.-р. определённого радиоактивного изотопа вылетающие α-частицы имеют, грубо говоря, одну и ту же энергию. Энергия, выделяющаяся при А.-р., делится между α-частицей и ядром в отношении, обратно пропорциональном их массам. Для разных изотопов энергия α-частиц различна. Она тем больше, чем меньше период полураспада T 1/2 данного изотопа (или его время жизни). У всех известных α-радиоактивных изотопов энергия α-частиц лежит в пределах от 2 Мэв до 9 Мэв. Времена жизни α-радиоактивных ядер колеблются в огромном интервале значений, примерно от 3 10 -7 сек для 212 Po до 5 10 15 лет для 142 Ce. Времена жизни и энергии α-частиц приведены в таблице в ст. Изотопы ; там же указаны и все α-радиоактивные изотопы.
α-частицы теряют энергию при прохождении через вещество главным образом при их взаимодействиях с электронными оболочками атомов и молекул, при которых происходит ионизация и тех и других, возбуждение и, наконец, диссоциация молекул. Для полной потери энергии α-частицы требуется очень большое число столкновений (10 4 -10 5). Поэтому в среднем все α-частицы данной энергии проходят примерно одинаковые пути с небольшим разбросом (3-4%). Так как столкновение тяжёлой α-частицы с лёгким электроном не может заметно изменить направление её движения, то этот путь - пробег α-частицы - прямолинеен.
Т. о., α-частицы данной энергии имеют вполне определённый пробег до остановки; например, в воздухе при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре α-частицы имеют пробеги приблизительно от 2,5 до 8,5 см. По длине следов α-частиц в камере Вильсона можно качественно определить изотопный состав радиоактивного образца. На рис. 1 приведена фотография следов α-частиц, испускаемых при А.-р.
При вылете из ядра α-частица испытывает действие двух различных сил. Очень большие по величине и действующие на близком расстоянии Ядерные силы стремятся удержать частицу внутри ядра, в то время как кулоновское (электрическое) взаимодействие возникшей α-частицы с остальной частью ядра обусловливает появление силы отталкивания.
На рис. 2 показана зависимость потенциальной энергии взаимодействия α-частицы с конечным ядром (ядром, остающимся после вылета α-частицы) от расстояния до центра ядра. Из рис. видно, что α-частица должна при вылете преодолеть Потенциальный барьер .
Полная (т. е. потенциальная плюс кинетическая) энергия α-частицы в разных ядрах может принимать как отрицательные значения, так - с ростом заряда ядра - и положительные. В этом последнем случае А.-р. будет энергетически разрешен. Сплошной линией на рис. 2 изображена суммарная энергия α-частицы в ядре (или, другими словами, энергетический уровень α-частицы в ядре). Положительный избыток полной энергии, обозначенный буквой Е, представляет собой разницу между массой радиоактивного ядра и суммой масс α-частицы и конечного ядра.
Если бы не существовало потенциального барьера, высота которого V, например, для 238 92 U равна 15 Мэв, то α-частица с положительной кинетической энергией Е (для 238 92 U кинетическая энергия составляла быАльфа-распад4,2 Мэв ) могла бы свободно покидать ядро. Практически это привело бы к тому, что ядра с положительными значениями Е вообще не существовали бы в природе. Однако известно, что в природе существуют ядра с Z ≥ 50, для которых Е положительно.
С другой стороны, с точки зрения классической механики, α-частица с энергией Е
Квантовая механика, учитывая волновую природу α-частиц, показывает, что существует конечная вероятность «просачивания» α-частицы через потенциальный барьер (Туннельный эффект). Барьер становится как бы частично прозрачным для α-частицы. Прозрачность барьера зависит от его высоты V и ширины B следующим образом:
прозрачность 
Здесь b - величина, зависящая от радиуса r ядра, m - масса α-частицы, Е - её энергия (см. рис. 2 ). Прозрачность (проницаемость) барьера тем больше, чем меньше его ширина и чем ближе к вершине потенциального барьера расположен энергетический уровень α-частицы (чем больше энергия α-частицы в ядре).
Вероятность А.-р. пропорциональна проницаемости потенциального барьера. Поскольку с увеличением энергии α-частицы уменьшается ширина барьера (рис. 2 ), становится понятной полученная экспериментально резкая зависимость вероятности А.-р. от Е - кинетической энергии α-частиц. Например, при увеличении энергии испускаемых α-частиц с 5 до 6 Мэв вероятность А.-р. увеличивается в 10 7 раз.
Вероятность А.-р. зависит также и от вероятности образования α-частицы в ядре. Прежде чем α-частица покинет ядро, она должна там сформироваться. Постоянно α-частицы в ядре не существуют. Четыре элементарные частицы, из которых она состоит, участвуют в сложном движении нуклонов в ядре и нет никакого способа отличить их от др. частиц этого ядра. Однако существует заметная (Альфа-распад10 -6) вероятность образования α-частицы в ядре на какое-то короткое время в результате случайного сближения 4 нуклонов. Только когда α-частица покинет ядро и окажется достаточно далеко от него, можно рассматривать α-частицу и ядро как две отдельные частицы.
Вероятность А.-р. резко зависит от размера ядра [см. формулу (*)], что позволяет использовать А.-р. для определения размеров тяжёлых ядер.
Как уже упоминалось, энергия α-частиц, вылетающих из ядра в результате А.-р., должна быть точно равна энергетическому эквиваленту разности масс ядер до и после А.-р., т. е. величине Е. Это утверждение справедливо только для случая, когда конечное ядро
Действительно, экспериментально показано, что α-излучение многих радиоактивных элементов состоит из нескольких групп α-частиц, энергии которых близки друг к другу («тонкая структура» α-спектра). В качестве примера на рис. 3 показан спектр α-частиц от распада 212 83 Bi (висмут-212).
На рис. 4 изображена энергетическая схема α-распада 212 83 Bi на основное и возбужденные состояния конечного ядра
Разность энергий между основной группой и линиями тонкой структуры составляет 0,04, 0,33, 0,47 и 0,49 Мэв. Экспериментально различить линии тонкой структуры α-спектров можно только с помощью магнитных Альфа-спектрометр ов.
Знание тонкой структуры спектров α-частиц позволяет вычислить энергию возбуждённых состояний конечного ядра.
Некоторые радиоактивные изотопы испускают небольшое количество α-частиц с энергиями, гораздо большими, чем энергия основной группы α-частиц. Так, например, в спектре α-частиц от распада Мэв больше, чем энергия основной группы. Интенсивность этих двух групп т. н. длиннопробежных α-частиц составляет всего Альфа-распад 10 -5 от полной интенсивности α-излучения. След одной из таких частиц виден на рис. 5 . Существование длиннопробежных частиц связано с тем, что А.-р. могут испытывать ядра, находящиеся в возбуждённом состоянии (с большей энергией).
Многие основные понятия атомной и ядерной физики обязаны своим происхождением изучению α-радиоактивности. Теория А.-р., предложенная в 1928 Г. Гамовым и независимо от него Г. Герни и Э. Кондоном, явилась первым применением квантовой механики к ядерным процессам. Изучение рассеяния α-частиц привело к понятию об атомном ядре как центре массы и положительного заряда атома. Облучение α-частицами лёгких элементов привело к открытию ядерных реакций и искусственной радиоактивности.
Лит.: Глесстон С., Атом. Атомное ядро. Атомная энергия, пер. с англ., М., 1961; Гольданский В. И., Лейкин Е. М., Превращения атомных ядер, М., 1958.
В.С. Евсеев.
Рис. 2. Потенциальная энергия взаимодействия α-частицы с конечным ядром. V - высота потенциального барьера, В - его ширина, Е - энергия α-частицы, r - расстояние от центра ядра.
α-частиц соответствует переходу в основное состояние, α 1 , α 2 , α 3 и α 4 - альфа-частицы, испускаемые при переходе конечного ядра в одно из возбуждённых состояний.
Рис. 1. Фотографии следов α-частиц в камере Вильсона, α-частицы испускаются источником АсС + АсС". На рис. видны 2 следа от α-частиц, испускаемых АсС". Эти частицы имеют больший пробег (6,6 см ), чем α-частицы АсС (5,4 см ).
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Синонимы :Смотреть что такое "Альфа-распад" в других словарях:
А; м. Радиоактивное превращение атомного ядра, при котором испускается альфа частица. * * * альфа распад (α распад), вид радиоактивного распада атомных ядер, когда испускается альфа частица, заряд ядра уменьшается на 2 единицы, массовое число … … Энциклопедический словарь
Современная энциклопедия
Альфа-распад - (a распад), вид радиоактивности; испускание атомным ядром альфа частицы. При альфа распаде массовое число (число нуклонов) уменьшается на 4 единицы, а заряд ядра (число протонов) уменьшается на 2. При этом выделяется энергия, которая делится… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Альфа-распад - (α распад) испускание альфа частиц (α частиц) при самопроизвольном радиоактивном распаде атомных ядер. Заряд ядра уменьшается на 2 единицы, а массовое число на 4. Характерен для тяжелых ядер с массовым числом А больше 200 и зарядовым числом Z… … Российская энциклопедия по охране труда
Распад ат. ядер, сопровождающийся испусканием a частицы. При А. р. заряд ядра Z (в ед. элементарного заряда) уменьшается на 2 ед., а массовое число А на 4 ед., напр.: 22688Ra® 22286Rn+42Нe Энергия, выделяющаяся при А. р., делится между a частицей … Физическая энциклопедия
АЛЬФА-РАСПАД - вид самопроизвольного радиоактивного распада атомных ядер, при котором испускается (см.), заряд ядра уменьшается на 2 единицы, массовое число на 4. Механизм А. р. связан с (см.) альфа частиц, которые имеют дискретный спектр энергий. А. р. относят … Большая политехническая энциклопедия
Загрузка...
