Alfa-niðurfall
Við alfa-niðurfall sendir þungur óstöðugur kjarni frá sér alfakorn, sem er helium-4-kjarni. A og Z breytast á einfaldan hátt, en sjálfur rofhraðinn verður aðeins skýrður með orkuvernd, skriðþunga og skammtagöngum.
Alfa tekur fjórar kjarnagnir og tvær hleðslueiningar
Alfakorn hefur tvær róteindir og tvær nifteindir. Því gildir (A,Z)→(A−4,Z−2)+α.
Dótturefnið fæst af nýju Z-gildi; bæði kjarnagnatal og rafhleðsla jafnast.
Q-gildið gefur orkuna sem stendur til boða
Ef foreldraástandið hefur meiri hvíldarmassa en dóttir plús alfa er Q jákvætt.
Orkan verður aðallega hreyfiorka alfa og dótturkjarna. Ef dóttirin er örvuð getur hluti orkunnar komið síðar út sem gammageislun.
Bakslag skiptir orkunni eftir massa
Alfa og dóttir fá jafn stóran og gagnstæðan skriðþunga. Fyrir sama p hefur léttara alfakornið meiri hreyfiorku.
Þess vegna ber alfa oft stærstan hluta Q-orkunnar og getur myndað skarpar, einkennandi orkulínur.
Skammtagöng útskýra af hverju rofið getur verið hægt
Klassískt er alfakorn bundið bak við Coulomb-hindrun sem það hefur ekki næga orku til að klífa. Skammtafræðilega er samt takmörkuð líkur á göngum gegnum hindrunina.
Líkurnar eru afar næmar fyrir orku alfa og lögun hindrunar, þannig að helmingunartímar geta spannað mörg stærðarþrep. Þung tvíhlaðin alfaeind missir orku hratt í efni og hefur því litla gegndræpi. Ytri uppspretta er oft auðveld að skerma en alfa-geislavirk efni inni í líkama geta skilað mikilli orku á mjög lítið svæði.
Leyst dæmi
1. Úran-238
²³⁸U, Z=92, sendir frá sér alfa.
Lausn
Dóttirin hefur A=234, Z=90.
2. A=226, Z=88
Finndu dóttur eftir alfa.
Lausn
A=222, Z=86.
3. Bakslagsorka
Af hverju fær alfa meiri hreyfiorku?
Lausn
Sami skriðþungi en minni massi gefur meiri K.
Ekki er rétt að hugsa um alfa-niðurfall eingöngu sem fullmótaða litla kúlu sem hafi alltaf setið klassískt inni í kjarnanum. Þótt klasaeiginleikar geti komið fram í kjarnabylgjufallinu er rofið skammtafræðileg umbreyting. Q>0 gefur orkuskilyrðið en göngulíkurnar ráða miklu um tímakvarðann.
Kjarnareikningar eru viðkvæmir fyrir skilgreiningum og því hvaða eindir tilheyra upphafs- og lokaástandi. Massatalan A er heiltala sem telur kjarnagnir en töflugildi atómmassa er mældur massi sem inniheldur líka rafeindir. Því má ekki blanda atómmassa og massa berra kjarna án leiðréttingar. Öruggast er að skrifa alla umbreytinguna fyrst, athuga A, Z og rafhleðslu og gera síðan massa- og orkureikning. Jákvætt Q-gildi segir að lokaástand sé orkulega mögulegt en segir ekki eitt og sér hversu hratt ferlið gerist. Skammtagöng, veika víxlverkunin, rafsegulvalreglur og tiltæk örvunarástand ráða líkum. Mælda geislun og helmingunartíma þarf því að túlka með varðveislulögmálum, ekki í stað þeirra.