ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.02.2019
Просмотров: 6179
Скачиваний: 1
Явление
α
-
распада состоит в том, что тяжелые ядра
испускают ядра гелия
Ядро гелия:
2n
и
2p
;
ε
св
= 28 МэВ
, масса
m(2,4) = 4,0026036
а.е.м. = 7296 m
е
α -радиоактивность
4
2
He
Эксперимент:
а)
α
-
распад - ядра с Z > 83. Исключение – группа
редкоземельных изотопов с массовыми числами А = 140÷160. Самым легкий - ;
б) Периоды полураспадов : от
T
1/2
= 1.4
10
17
лет
( ) до
T
1/2
= 10
-6
с
( )
142
58
Ce
8
4
4
2
16
1/2
2
; (
(
3 1
,
)
0
)
Be
He
не
раcпад аСЯ
T
c
1/2
lg
/
T
C
D
T
204
82
Pb
215
86
Rn
J
P
= 0
+
; D
и Q = 0.
Закон
Гейгера-Неттола
(1911 г.)
А
одинакова для всех 3-х
семейств,
В
отличаются одна от другой на 5%.
T
α
: 4÷
9 МэВ → : (
для Z =90: С = – 51,94, D = 139,4)
lg
lg
A
R
B
lg
' lg
'
A
T
B
R
α
[см] = 0.32T
α
3/2
[МэВ]
(
T
α =
2–10 МэВ
в воздухе при
T
°
(
комн.)
P
атм
(норм.))
α -радиоактивность
1
n
X
Y
i
i
m
m
m
2
2
2
( , )
(
2,
4)
(2, 4)
0,
(
2,
4)
(2, 4)
( , )
0
св
св
св
Q
m Z A c
m Z
A
c
m
c
Q
Z
A
Z A
,
0
ядра
ядра
Q T
T
p
p
в) Необходимое (но недостаточное) условие радиоактивного распада:
Энергия реакции Q:
Если мат. ядро покоится
. .
.
. .
. .
. .
,
я о
я о
я о
я о
m
m
T
Q
T
Q
m
m
m
m
Зависимость энергии
α
-
распада от массового числа
А
.
α
-
распад - ядерный процесс
должны выполняться
все известные законы сохранения.
Закон сохранения изотопического спина:
T
(A, Z)
=T
(А-4, Z-2
)
, т.к.
Т
α
=0
.
Закона сохранения четности
Р
и
J
:
;
/
( 1)
l
н
к
н
к
н
к
J
J
l
J
J
P
P
Т.к.
P
α
=+1
, а
J
α
=0
,
все
l
α
– либо четные, либо нечетные числа.
α -радиоактивность
Энергетическая диаграмма
α-
распада:
Группы
α
-
частиц с меньшими (тонкая структура
α
-
спектров) или с большими (длиннопробежные
α
-
частицы) энергиями, чем у основной группы
α
-
частиц.
Тонкая структура α
-
спектра образуется при наличии
возбужденных состояний дочернего ядра.
Длиннопробежные α-
частицы (большой энергии),
когда материнское ядро оказывается в возбужденном
состоянии, а дочернее – в основном.
Механизм α -распада
Предположение:
пусть
α-
частица существует внутри
ядра как целое образование и движется в
потенциальном поле ядра, создаваемом нуклонами.
Кулоновская энергия (высота потенциального
барьера) на границе ядра.
238
92
U
Пусть
Тогда
α
-
частица (
Z
α
=
2е
) взаимодействует с ядром (
Z=(92
—2)е
) на
границе ядра.
Барьер U:
2
20
12
6
(92 2)
2 90 25 10
30
0.9 10
1.6 10
барьера
Z
e
U
МэВ
R
В среднем
T
α
5
Мэв << U,
Если энергия
α
-
частицы равна 5 Мэв, а U = 30 Мэв,
T
α-
частицы внутри
барьера - отрицательна, поскольку
кин
пот
E
T
U
Механизм α -распада
В кв. мех.:
существует определенная вероятность прохождения сквозь потенциальный
барьер конечной толщины частиц, величина энергии которых меньше высоты этого
барьера (
М. А. Леонтович и Л. И. Мандельштам. Для теории α-распада - Г. А. Гаммов
).
Пусть потенциальный барьер имеет
форму:
При
r < R
U= - U
0
= const
,
При
r > R :
кулоновский потенциал
2
2(
2)
Z
e
U
R
2
( )
( )
( ) (
)
2
H
r
E
U r
r
E
m
( )
( )
( )
u r
r
r
r
Вместо
m
α
→ приведенная масса: μ
m M
m
m
M
одномерное ур-е Шредингера:
2
2
2
( )
( )
( )
2
d
U r
u r
E u r
dr