Альфа-розпад

Альфа-розпад — ядерна трансформація, у якій важке нестабільне ядро випромінює альфа-частинка, тобто ядро гелію -4. Баланс A і Z простий, але швидкість розпад визначається виділення енергії, віддача і квантове тунелювання крізь Кулонівський бар'єр.

Альфа-розпад(A,Z) → (A−4,Z−2) + α
Баланс A і Z. Альфа-частинка має A=4 і Z=2. Батько (A,Z) перетворюється на дочка (A−4,Z−2).

Баланс A і Z

Альфа-частинка має A=4 і Z=2. Батько (A,Z) перетворюється на дочка (A−4,Z−2).

Дочірній елемент зміщується на дві позиції вліво у таблиця Менделєєва. Нуклонне число і заряд зберігаються.

Q-значення

Q=(m_батькові−m_дочка−m_альфа)c². За Q>0 продуктів мають меншу маса спокою, а різниця переходить у кінетична енергія та, можливо, збудження.

Позитивний Q потрібен для спонтанний альфа-розпад, але період напіввиведення залежить також від ймовірність тунелювання.

Результат

Результат:

Віддача

У решта кадр батьківський альфа і дочка мають рівні за модулем протилежні моменти. Легша альфа отримує більшу частину кінетична енергія.

Переходи між визначеними ядерні держави дають майже дискретні альфа-енергії, корисні для ідентифікація радіонуклідів.

Альфа-розпадQ > 0 + тунелювання
Q-значення. Q=(m_батькові−m_дочка−m_альфа)c². За Q>0 продуктів мають меншу маса спокою, а різниця переходить у кінетична енергія та, можливо, збудження.

Квантове тунелювання

Класично альфа може не мати достатньої енергії, щоб подолати весь електростатичний бар'єр. Квантова механіка дає кінцева ймовірність тунелювання.

Ця ймовірність надзвичайно чутлива до альфа енергія, тому невеликі зміни енергії можуть змінювати період напіввиведення на багато порядків.

Взаємодія з речовиною

Альфа-частинки масивні, мають заряд +2e і швидко втрачають енергії через іонізація, тому їх діапазон малий.

Мала проникнення не означає автоматично малий біологічний ефект: внутрішній альфа-джерело може щільно відкладати енергії у малому обсяг тканини.

Ланцюги розпаду

Дочірній нуклід може бути радіоактивний. У природний розпад серії альфа і бета-розпади чергуються до стабільний нуклід.

Через дочка нарощування діяльності різних члени ланцюга не обов’язково є проста експоненціальна.

Перевірка

Спочатку збалансуйте A і Z, потім визначте елемент за новим Z. Якщо задані маси, перевірте Q-значення.

Атомні маси використовуйте лише з послідовним електронна бухгалтерія.

Розібраний приклад

U-238

²³⁸₉₂U→?+α.

Розв’язання

²³⁴₉₀Th+α.

Ра-226

A=226,Z=88.

Розв’язання

Дочка А=222,Z=86.

Віддача

Рівні моменти.

Розв’язання

Альфа має більшу кінетична енергія.