Kärnreaktionens bokföring
Vid alfasönderfall avger en tung instabil kärna en alfapartikel, alltså en helium-4-kärna med två protoner och två neutroner. Moderkärnans masstal minskar med fyra och atomnumret med två, så ett nytt grundämne bildas.
Varför alfapartikeln kan lämna kärnan
Om en kärna med masstal A och atomnummer Z sönderfaller genom alfaemission blir dotterkärnan A−4 och Z−2. Elektrisk laddning, nukleontal, total energi och rörelsemängd måste bevaras. Alfapartikeln har laddningen +2e.
Energin fördelas mellan produkterna
Klassiskt skulle en alfapartikel med för låg energi inte kunna ta sig över den elektriska Coulombbarriären. Kvantmekaniskt finns däremot en ändlig sannolikhet för tunnling genom barriären. Detta är den centrala mekanismen bakom alfasönderfallets livslängder.
Räckvidd och jonisation
Q-värdet blir främst kinetisk energi hos alfapartikeln och dotterkärnan. Eftersom rörelsemängden är lika stor och motsatt för de två produkterna får den mycket lättare alfapartikeln den största delen av den kinetiska energin.
Kärnreaktionens bokföring
Alfapartiklar är relativt tunga och har dubbel positiv laddning. De joniserar därför materia kraftigt men förlorar energi snabbt och får kort räckvidd. De stoppas lätt av papper eller hudens yttersta lager, men alfaaktiva ämnen kan vara farliga om de kommer in i kroppen.
Om en kärna med masstal A och atomnummer Z sönderfaller genom alfaemission blir dotterkärnan A−4 och Z−2. Elektrisk laddning, nukleontal, total energi och rörelsemängd måste bevaras. Alfapartikeln har laddningen +2e.