ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1477
Скачиваний: 1
α
α
-
-
распад
распад
Важной
особенностью
α
-
распада
является
то
,
что
при
небольшом
изменении
энергии
α
-
частиц
периоды
полураспада
изменяются
на
много
порядков
.
Периоды
полураспада
известных
α
-
радиоактивных
изотопов
варьируются
в
широких
пределах
0,3
мкс
(
212
Po
)
15
1/ 2
(2 5) 10
T
<
<
− ⋅
лет
(
186
Os
,
144
Nd
,
174
Hd
)
Энергия
α
-
частиц
изменяется
в
пределах
от
2
до
9
МэВ
.
Зависимость
периода
полураспада
чётно
-
чётных
изотопов
74
106
Z
≤ ≤
от
энергии
α
-
распада
.
Данные
хорошо
аппроксимируются
зависимостью
0,6
1/ 2
1/ 2
9,54
lg
51,37
Z
T
Q
α
=
−
.
Физика
Физика
процесса
процесса
α
α
-
-
распада
распада
Основная
особенность
α
-
распада
—
сильная
зависимость
вероятности
α
-
распада
от
энергии
α
-
распада
—
обусловлена
вероятностью
прохождения
α
-
частицы
через
потенциальный
барьер
.
Вероятность
α
-
распада
λ
равна
произведению
вероятности
обнаружить
α
-
частицу
на
границе
ядра
f
на
вероятность
её
прохождения
через
потенциальный
барьер
D
.
f D
0
1/ 3
1/ 3
2
0
0
2(
)
2
2
2
T
V
V
V
c
f
R
r A
r A
M c
α
α
⎡
⎤
+
=
=
≈
⎢
⎥
⎣
⎦
,
V
—
скорость
α
-
частицы
внутри
ядра
,
T
α
—
кинетическая
энергия
α
-
частицы
,
M
α
—
приведенная
масса
α
-
частицы
,
0
V
—
ядерный
потенциал
.
Прохождение
Прохождение
α
α
-
-
частицы
частицы
через
через
потенциальный
потенциальный
барьер
барьер
Поле
,
в
котором
движется
α
-
частица
,
вылетающая
из
ядра
,
имеет
характерную
форму
барьера
.
Вплоть
до
поверхности
ядра
ядерные
силы
притяжения
удерживают
α
-
частицу
в
ядре
.
На
расстояниях
больше
радиуса
атомного
ядра
–
это
кулоновские
силы
отталкивания
.
Поэтому
по
мере
удаления
α
-
частицы
от
центра
ядра
её
потенциальная
энергия
вначале
растёт
,
достигая
максимума
,
а
затем
падает
до
нуля
на
бесконечности
.
Можно
выделить
три
области
.
1.
r R
<
—
сферическая
потенциальная
яма
глубиной
V
0
.
В
классической
механике
альфа
-
частица
с
кинетической
энергией
0
E
V
α
+
может
двигаться
в
этой
области
,
но
не
способна
ее
покинуть
.
В
этой
области
существенно
сильное
взаимодействие
между
альфа
-
частицей
и
остаточным
ядром
.
2.
e
R r r
< <
—
область
потенциального
барьера
,
в
которой
потенциальная
энергия
больше
энергии
альфа
-
частицы
,
т
.
е
.
это
область
запрещенная
для
классической
частицы
.
3.
e
r r
>
—
область
вне
потенциального
барьера
.
В
квантовой
механике
возможно
прохождение
альфа
-
частицы
сквозь
потенциальный
барьер
.
Прохождение
Прохождение
α
α
-
-
частицы
частицы
через
через
потенциальный
потенциальный
барьер
барьер
Для
расчета
вероятности
прохождения
α
-
частицы
сквозь
потенциальный
барьер
,
необходимо
решить
стационарное
уравнение
Шредингера
для
частицы
массы
μ
в
центральном
потенциале
V
(
r
):
( )
( )
( )
ˆ
ˆ
( )
H
r
T
V r
r
T
r
α
α
ψ
ψ
ψ
⎡
⎤
=
+
=
⎣
⎦
,
На
рисунке
показана
зависимость
потенциальной
энергии
взаимодействия
между
альфа
-
частицей
и
конечным
ядром
от
расстояния
между
их
центрами
.
Кулоновский
потенциал
обрезается
на
расстоянии
R
,
которое
приблизительно
равно
радиусу
конечного
ядра
.
Высота
кулоновского
барьера
B
k
определяется
соотношением
2
2
1/3
1/3
0
2
k
zZe
zZe
Z
B
R
r A
A
=
≅
≅
.
Z
и
z
—
заряды
(
в
единицах
заряда
электрона
e
)
конечного ядра
и
альфа
-
частицы
соответственно
.
Например
,
для
238
U
30
k
B
≅
МэВ
.
Прохождение
Прохождение
α
α
-
-
частицы
частицы
через
через
потенциальный
потенциальный
барьер
барьер
Вероятность
прохождения
α
-
частицы
с
энергией
T
α
через
потенциальный
барьер
( )
V r
.
[
]
0
2
exp
2
( )
R
R
P
V r
T dr
α
μ
⎛
⎞
=
−
−
⎜
⎟
⎝
⎠
∫
.