к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Альфа-распад

Альфа-распад - испускание атомным ядром 111994-29.jpg-частицы (ядра 4Не). А--р. из основного (невозбуждённого) состояния ядра наз. также 111994-30.jpg-радиоактивностью [вскоре после открытия А. Беккерелем (A. Becquerel) радиоактивности 111994-31.jpg-лучами был назван наименее проникающий вид излучения, испускаемый радиоактивными веществами, в 1909 Э. Реаерфорд (Е. Rutherford) и Т. Ройдс (Т. Royds) доказали, что 111994-32.jpg-частицы являются дважды ионизованными атомами 4Не].

При А--р. массовое число А материнского ядра уменьшается на 4 единицы, а заряд (число протонов) Z - на 2:

111994-33.jpg (1)

Энергия, выделившаяся при А--р.,

111994-34.jpg (2)

где МА и МA-4 - массы материнского и дочернего ядер. 111994-35.jpg - масса 111994-36.jpg-частицы. Энергия 111994-37.jpg делится между 111994-38.jpg-частицей и дочерним ядром обратно пропорционально их массам, откуда энергия 111994-39.jpg-частиц

111994-40.jpg (3)

Энергетич. условие возможности А--р. заключается в том, чтобы энергия связи 111994-41.jpg 111994-42.jpg -частицы относительно материнского ядра была отрицательна. Эта энергия связи оказывается отрицательной почти для всех111994-43.jpg-стабильных ядер с А >150 (рис. 1), т. е. все ядра с А >150 должны быть a-радиоактивными. Однако во многих случаях время жизни этих ядер (период полураспада) слишком велико и 111994-51.jpg-радиоактивность не удаётся наблюдать.


111994-44.jpg

Рис. 1. Значения энергии связи 111994-45.jpg-частицы для 111994-46.jpg-стабильных ядер и области111994-47.jpg-радиоактивности; N - число нейтронов в ядре; стрелки показывают зоны, где наблюдается 111994-48.jpg-распад (в области Л от 2 до 50 111994-49.jpg-распад наблюдается, но точные значения 111994-50.jpgнеизвестны).

Известно св. 300 111994-52.jpg-активных ядер, большинство из к-рых получено искусственно. Подавляющее большинство последних сосредоточено в области транссвинцовых ядер с Z>82. Имеется группа 111994-53.jpg-активных ядер в области редкоземельных элементов (А =140-160), а также небольшая группа в промежутке между редкоземельными и тяжёлыми ядрами (рис. 1). В ядерных реакциях с тяжёлыми ионами синтезированы неск. a-излучающих нейтронно-дефицитных: ядер с А ~110. Наблюдаемые времена жизни a-активных ядер лежат в пределах от 1017 лет (204Рb) до 3*10-7 с (212Ро).

111994-55.jpg

Рис. 2. Схема распада 141Am, иллюстрируюшая характер информации, получаемой при изучении a-распада; I - угловые моменты состояний дочернего ядра, 237Np, 111994-56.jpg -их энергия, b - чётность состояний, % - доля переходов на данный уровень. L - угловой момент a-частицы.

Кинетич. энергии111994-54.jpg-частиц изменяются от 1,83 МэВ (144Nd) до 11,65 МэВ (изомер 212mРо). Пробег a-частицы с типичной энергией 111994-57.jpg=6 МэВ составляет ~5 см в воздухе при нормальных условиях и ~0,05 мм в Аl.

Альфа-спектроскопия. Спектр 111994-58.jpg-частиц, возникающих при расиаде материнского ядра, представляет ряд моноэнергетич. линий, соответствующих переходам на разл. уровни дочернего ядра. T. к. 111994-59.jpg-частица не имеет спина, правила отбора по моменту кол-ва движения I=L и чётности, к-рые вытекают из соответствующих законов сохранения, оказываются простыми. Угловой момент L 111994-60.jpg-частицы может принимать значения в интервале:

111994-61.jpg (4)

где 111994-62.jpg и111994-63.jpg- угловые моменты начального и конечного состояния ядер (материнского и дочернего). При этом разрешены только чётные значения L, если чётности обоих состояний совпадают, и нечётные, если чётности не совпадают. А--р. является важным методом изучения нижних энергетич. состояний тяжёлых ядер (рис. 2).

Для измерения энергии и интенсивности потока 111994-64.jpg-частиц, испускаемых 111994-65.jpg-активными ядрами, используются газоразрядные и полупроводниковые детекторы частиц, а также спектрометры. Поверхностно-барьерные кремниевые полупроводниковые детекторы позволяют получить разрешение до 12 кэВ (для 111994-66.jpg-частиц с 111994-67.jpg=6 МэВ) при светосиле ~0,1% . В табл.. 1 приведены энергии 111994-68.jpg-частиц нек-рых 111994-69.jpg-излучателей, используемых в качестве стандартов.

Периоды полураспада. Одна из особенностей 111994-70.jpg-радиоактивности состоит в том, что при сравнительно небольшом различия в энергии 111994-71.jpg-частиц 111994-72.jpg время жизни материнского ядра отличается на много порядков. Энергия 111994-73.jpg-распада Q и период полураспада111994-74.jpg ядер с одним и тем же Z связаны соотношением, эмпирически установленным задолго до создания теории А--р (Гейгера - Неттолла закон):

111994-75.jpg (5)

Здесь AZ и BZ - константы, приведённые в табл. 2; эфф. величина 111994-76.jpg МэВ учитывает экранирующий эффект электронов.

Соотношение (5) лучше всего описывает переходы между осн. состояниями четно-чётных ядер (рис. 3). Для нечётных ядер и переходов в возбуждённые состояния периоды полураспада оказываются во многих случаях в 100-1000 раз большими при одинаковой энергии А--р.

Табл. 2

Источник

Энергия, кэВ

226Ra

4781, 8b2. 4

210P0

5304. 5b0, 5

212Bi

6049, 6b0, 7

214P0

7688, 4b0, 6

212P0

8785, 0b0, 8

Z + 2 (атомный номер излучателя)

AZ

BZ

Z + 2 (атомный номер излучателя)

AZ

BZ

84

129,35

-49,9229

92

147,49

-53,65

86

137,46

- 52,4597

94

146,23

- 52,0899

88

139,17

-52,1476

96

152,44

-53,6825

90

144,19

- 53,2644

98

152,86

-52,9506

Отношение истинного периода полураспада к вычисленному по ф-ле (5) для четно-чётного ядра наз. фактором замедления.

Теория альфа-распада. Осн. фактором, определяющим вероятность А--р. и её зависимость от энергии а-частицы и заряда ядра, является кулоновский барьер. Простейшая теория А--р. [Г. Гамов (G. Gamow), 1927] сводилась к описанию движения а-частицы в по-

тенциальной яме с барьером (рис. 4, пунктир). Т. к. энергия 111994-77.jpg-частиц составляет 5-10 МэВ, а высота ку-лоновского барьера у тяжёлых ядер 25-30 МэВ, то вылет 111994-78.jpg-частицы из ядра может происходить только за счёт туннельного эффекта, а вероятность этого процесса определяется проницаемостью В барьера.

111994-79.jpg

Рис. 3. Зависимость периода полураспада T1/2 от энергии четночётных 111994-80.jpg-излучателей, + - переходы в основное состояние, 111994-81.jpg - в первое возбуждённое, 111994-82.jpg - в высшие возбуждённые состояния.

Используя упрощённую форму барьера и предполагая, что a-частица существует внутри ядра и при вылете не уносит углового момента, можно получить для вероятности А--р. выражение, экспоненциально зависящее от энергии 111994-83.jpg-частицы, т. е. типа (5).

Совр. подход к описанию А--р. опирается на методы, используемые в теории ядерных реакций. Ширина111994-84.jpg состояния ядра относительно А--р. связана с периодом полураспада соотношением

111994-85.jpg (6)

Для А--р. в канал С

111994-86.jpg (7)

где 111994-87.jpg - т. н. приведённая ширина, определяемая степенью перекрывания волновых функций начального и конечного состояния ядер, характеризующая

111994-88.jpg

Рис. 4. Сумма ядерного и нулоновекого потенциалов для 111994-89.jpg частицы в ядре 230Th; энергия 111994-90.jpg-распада 111994-91.jpg МэВ.

вероятность появления 111994-92.jpg-частицы на поверхности ядра (на радиусе канала RC), а PC (RC) - проницаемость эфф. барьера V, образуемого ядерным, кулоновским и центробежным потенциалами:

111994-93.jpg (8)

Здесь L-орбитальный момент вылетающей a-частицы, 111994-94.jpg -её приведённая масса, равная 111994-95.jpg , где

М-масса ядра, т-масса 111994-96.jpg-частицы. Существование центробежного барьера связано с наличием у111994-97.jpg-частицы отличного от нуля орбитального момента. Центробежный барьер в А--р. обычно играет сравнительно небольшую роль (табл. 3), в отличие от бета-распада ядер и 111994-98.jpg-переходов, вероятность к-рых сильно зависит от углового момента, уносимого частицей (см. Гамма-излучение).

Цель большинства исследований А--р.- измерение приведённых ширин и сравнение их с вычисленными на основе разл. теоретич. представлений о ядре. Абс. значения зависят от ряда параметров и особенно чувствительны к величине радиуса канала 111994-99.jpg.

Т а б л. 3 - Проницаемость ВL центробежного барьера относительно его проницаемости В0 при L=0 (Z=90, Q = 4,5 МэВ).

L

0

1

2

3

4

5

6

BL/B0

1

0,84

0,60

0,36

0, 18

0,078

0,028

Наиболее точные и надёжные результаты получаются, если возможен анализ отношения ширин для переходов на разные уровни одного и того же ядра 111994-100.jpg , т. к. в этом случае большинство неопределённостей сокращается. Отношения приведённых ширин111994-101.jpg соответствуют факторам замедления.

Из анализа ширин следует, что 111994-102.jpg-частицы не существуют в 111994-103.jpg-распадающемся ядре всё время, а с нек-рой конечной вероятностью возникают на его поверхности перед вылетом. Имеющиеся данные свидетельствуют также о том, что в поверхностном слое тяжёлых ядер, по-видимому, существуют 111994-104.jpg-частичные группировки нуклонов (a-кластеры).

Классификация 111994-105.jpg-переходов основывается на структурных факторах, связанных с вероятностью образования 111994-106.jpg-частицы. А--р. идёт на 2-4 порядка быстрее, когда 111994-107.jpg-частица образуется из нейтронных и протонных пар, по сравнению с распадом, когда111994-108.jpg-частица образуется из неспаренных нуклонов. В первом случав А--р. наз. благоприятным, и такими оказываются все 111994-109.jpg -переходы между основными состояниями четно-чётных ядер. Во втором случае А--р. наз. неблагоприятным.

Альфа-распад возбуждённых ядер изучается с помощью ядерных реакций. Отд. случаи распада нижних возбуждённых состояний тяжёлых ядер, приводящего к испусканию т. н. длиннопробежных 111994-110.jpg-частиц, известны давно и причисляются к явлению радиоактивности. Наблюдаемые времена жизни ядер лежат в диапазоне от 10-11 с (А--р. нейтронных резонансов, см. Нейтронная спектроскопия)до 10-22 с (А--р. уровней лёгких ядер). Нек-рые распадающиеся состояния лёгких ядер имеют приведённые ширины, близкие к максимально возможным (к т. н. вигнеровскому пределу), что указывает на их ярко выраженный 111994-111.jpg-кластерный характер. Изучение А--р. высоковозбуждённых состояний ядер - один из информативных методов исследования ядерной структуры при больших энергиях возбуждения.

Литература по альфа-распаду

  1. Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия, пер. с англ., в. 2, М., 1969;
  2. Соловьев В. Г., Теория атомного ядра. Ядерные модели, М., 1981.

А. А. Оглоблин.

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 03.12.2019 - 22:04: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
03.12.2019 - 11:12: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
30.11.2019 - 19:55: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
30.11.2019 - 18:13: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.11.2019 - 08:14: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
27.11.2019 - 08:31: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
27.11.2019 - 08:30: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
27.11.2019 - 08:27: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
23.11.2019 - 12:17: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
19.11.2019 - 09:07: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Маклакова - Карим_Хайдаров.
18.11.2019 - 19:10: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution