Alfa razpad

Jedrska bilanca

Alfa delec vsebuje dva protona in dva nevtrona. Če ima matično jedro (A, Z), ima hčerinsko jedro po emisiji A − 4 in Z − 2. Število nukleonov in naboj sta ohranjena. Zmanjšanje Z za dve pomeni tudi spremembo elementa za dve mesti v levo v periodnem sistemu.

Kam gre sproščena energija

Če je skupna mirovna masa produktov manjša od mase matičnega jedra, razlika da pozitivni Q. V mirovnem sistemu matičnega jedra imata alfa delec in hčerinsko jedro enako veliki nasprotni gibalni količini. Lažji alfa delec zato odnese večino kinetične energije.

Tuneliranje skozi pregrado

Energijsko dovoljen razpad ni nujno hiter. Alfa delec znotraj veže jedrska interakcija, zunaj pa naleti na elektrostatsko pregrado. Kvantna mehanika omogoča neničelno verjetnost tuneliranja. Ta je zelo občutljiva na energijo alfa in pojasni ogromne razlike razpolovnih dob.

Razpad posameznega jedra je naključen dogodek. Razpadna konstanta in razpolovna doba opisujeta verjetnost za veliko skupino enakih jeder, ne ure, ki bi odštevala življenjsko dobo določenega atoma. Število nerazpadlih jeder pada eksponentno, čeprav trenutka posameznega razpada ni mogoče napovedati.

Energijski spekter alfa

Prehodi med določenimi jedrskimi stanji dajejo alfa delce z energijami blizu diskretnim vrednostim. Merjenje teh energij pomaga prepoznavati radionuklide in raziskovati jedrske nivoje. Šibkejše črte lahko pripadajo prehodom v vzbujena stanja hčerinskega jedra.

Interakcija s snovjo

Alfa delec ima naboj +2e in razmeroma veliko maso. Snov močno ionizira in hitro izgublja energijo, zato ima kratek doseg v primerjavi z beta delci ali gama fotoni. Kratek doseg pa sam po sebi ne pomeni majhnega učinka; pomembno je mesto odlaganja energije.

Q-vrednost lahko izračunamo iz razlike mas matičnega jedra in produktov. Majhen del Q gre v odsun težkega hčerinskega jedra, saj ohranitev gibalne količine zahteva gibanje obeh produktov. Natančna delitev energije je določena z njunima masama in ni poljubna delitev na polovico.

Rešeni primeri

1. Uran-238

2. Preverjanje ohranitve

3. Energija odsuna