Alpha-Zerfall
Beim Alpha-Zerfall emittéiert e schwéieren onstabille Kär en Alpha-Partikel, also en Helium-4-Kär. D’Bilanz vun A an Z ass einfach, mee Energieerhalung, Réckstouss a Quanten-Tunnelen erklären, firwat an wéi séier de Prozess geschitt.
D’nuklear Bilanz
En Alpha-Partikel besteet aus zwee Protonen an zwee Neutronen. Huet de Mammekär Massenzuel A an Atomzuel Z, da kritt den Duechterkär A − 4 an Z − 2. Nukleonenzuel an elektresch Ladung bleiwen domat am Gläichgewiicht.
(A, Z) → (A − 4, Z − 2) + ⁴₂He
Q-Wäert, Alpha-Energie a Réckstouss
D’Massendifferenz tëscht Ufanks- an Ennzoustand erschéngt als fräigesat Energie. Am Rou-System vum Mammekär hunn Duechter an Alpha gläich grouss, entgéintgesate Impulser. Well d’Duechter vill méi schwéier ass, kritt den Alpha-Partikel de gréissten Deel vun der kinetescher Energie. Definéiert Kärniveauen féieren zu bal diskrete Alpha-Energien.
Firwat e positive Q-Wäert trotzdeem eng laang Hallefzäit erlaabt
Q > 0 seet nëmmen, datt de Zerfall energetesch erlaabt ass. Den Alpha-Cluster muss nach duerch d’Coulomb-Barrière erauskommen. Quanten-Tunnelen gëtt eng endlech Wahrscheinlechkeet dofir, déi extrem sensibel op d’Alpha-Energie reagéiert; kleng Energiedifferenze kënnen domat riseg Hallefzäitdifferenzen erklären.
Interaktioun mat Matière
Alpha-Partikele si relativ schwéier a droen +2e Ladung. Si ioniséiere staark a verléieren séier Energie, dofir ass hir Reechewäit kuerz. Kuerz Reechewäit bedeit awer net automatesch klengt Risiko: entscheedend sinn deposéiert Energie a wou d’radioaktiv Matière läit.
Gerechent Beispiller
1. Eng Alpha-Gleichung komplettéieren
Léisung
Uran-238 huet A = 238 an Z = 92. No Alpha-Emissioun sinn A = 234 an Z = 90; d’Duechter ass Thorium-234.
2. Erhalung iwwerpréiwen
Léisung
Bei A = 226 an Z = 88 muss d’Duechter A = 222 an Z = 86 hunn. Den Alpha-Partikel dréit A = 4 an Z = 2 bäi, sou datt d’Ufankswäerter erëm stëmmen.
3. Réckstoussenergie vergläichen
Léisung
Alpha an Duechter hunn déiselwecht Impulsgréisst. Bei gläichem Impuls huet déi méi liicht Mass déi méi grouss kinetesch Energie; den Alpha kritt also de gréissten Deel.