Альфа-распад

Баланс A и Z

Alpha particle имеет A=4 и Z=2. Parent (A,Z) превращается в daughter (A−4,Z−2).

Элемент смещается на две позиции влево в periodic table. Число нуклонов и электрический заряд сохраняются.

Q-value

Q=(m_parent−m_daughter−m_alpha)c². При Q>0 продукты имеют меньшую rest mass, а разность выходит как kinetic energy и, возможно, excitation.

Положительный Q необходим для spontaneous alpha decay, но не задаёт half-life единолично.

Отдача

В системе покоя parent alpha и daughter имеют равные по модулю противоположные momenta. Более лёгкая alpha получает большую долю kinetic energy.

Переходы между определёнными nuclear states дают почти discrete alpha energies, полезные для identification radionuclides.

Quantum tunnelling

Классически alpha может не иметь энергии для преодоления всего электростатического барьера. Квантовая механика даёт конечную вероятность tunnelling.

Вероятность чрезвычайно чувствительна к alpha energy, поэтому небольшие различия энергии дают огромный разброс half-lives.

В веществе

Alpha particles массивны, имеют заряд +2e и быстро теряют energy на ionization, поэтому range мал.

Малая проникающая способность не означает автоматически малый biological effect: internal alpha source может локально отдавать много энергии.

Цепочки распада

Daughter nuclide может быть радиоактивным. В естественных decay series alpha и beta decays чередуются до stable nuclide.

Из-за производства daughter его activity не обязана быть простой экспонентой parent.

Проверка

Сначала балансируйте A и Z, затем определяйте элемент по новому Z. При данных masses проверяйте Q.

Atomic masses используйте только при последовательном учёте electrons.

Разобранный пример