ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Альфа-распад из "Ядерная физика " Например, одним из промежуточных продуктов распада только что упомянутого изотопа является изотоп радия ssRa , имеющий период полураспада (Ra) = 1,62-10 лет. Отношение Ti/, (Ra) к Г1/3 (U) составляет 3,4-10 , поэтому в одном грамме природного урана содержится 3,4-10 г. радия. [c.217] Существует еще небольшая группа а-активных ядер в области редких земель, т. е. при А = 140—160. Самым легким из этих (и вообще из всех а-активных) ядер является изотоп церия бвСе , содержащий 84 нейтрона. Интересно, что по 84 нейтрона имеют целых семь других изотопов этой группы, а у остальных изотопов число нейтронов немного превышает 84. Объяснение закономерностей расположения а-активных изотопов мы дадим в п. 2. Для полноты отметим, что существует еще один необычайно легкий -активный изотоп бериллия 460 , живущий лишь 3 10 с. Однако согласно принятой в 1, п. 3 классификации здесь мы имеем дело не с радиоактивностью, а с распадом составного ядра. Физика распада 4Ве также не имеет ничего общего с распадами тяжелых а-активных ядер. [c.218] Закон (6.28) особенно хорошо выполняется для четно-четных ядер. Объяснению столь сильной зависимости Тч от Е будет посвящен п. 3. [c.219] Кружочки — экспериментальные данные точки, принадлежащие изотопам одного элемента, соединены линиями. [c.219] На границе ядра вступает в игру мощное притяжение, обусловленное ядерными силами, и потенциальная кривая резко, почти вертикально, уходит вниз. Точная форма потенциала внутри ядра неизвестна. Более того, внутри ядра а-частица может разваливаться, так что материнское ядро, строго говоря, следует рассматривать не как совокупность дочернего ядра и а-частицы, а как сплошную систему из многих нуклонов. Однако для рассмотрения главных черт явления а-распада, как мы увидим дальше, можно считать, что а-частица существует и внутри ядра. Потенциал внутри ядра можно считать примерно постоянным и немного меньшим энергии вылетающих а-частиц, так как согласно соотношению неопределенностей скорость, а следовательно, и кинетическая энергия частицы внутри ядра не могут равняться нулю. В результате мы получаем для потенциала кривую, изображенную на рис, 6.6. Область под кулонов-ским потенциалом вне ядра является потенциальным барьером. [c.222] Поэтому согласно классической механике а-распад невозможен по тем же самым причинам, по которым вода сама не выливается из стоящего стакана (в последнем случае барьером является стенка стакана). [c.223] Коэффициент прохождения D через барьер определяется как отношение интенсивности прошедшей через барьер волны к интенсивности падающей волны, т. е. D = А . [c.223] Скорость V можно оценить из соотношения неопределенностей импульс-координата, согласно которому для скорости получается оценка и = H/MR, где М — масса а-частицы. [c.224] Грубость оценки предэкспоненциального множителя не очень существенна, потому что постоянная распада зависит от него несравненно слабее, чем от показателя экспоненты. Возможные уточнения формулы (6.34) будут рассмотрены ниже в п. 5. [c.224] Из формулы (6.34) видно, что период полураспада сильно зависит от радиуса ядра, поскольку радиус R входит не только в предэкспоненциальный множитель, но и в показатель, как предел интегрирования. Поэтому из данных по а-распаду можно довольно точно определять радиусы ядер. Полученные таким путем радиусы оказываются на 20—30% больше найденных в опытах по рассеянию электронов (см. гл. II, 6). Это различие связано с тем, что в опытах с быстрыми электронами измеряется радиус распределения нуклонов (точнее, протонов) в ядре, а в а-распаде измеряется то расстояние между центрами ядра и а-частицы, на котором перестают действовать ядерные силы. Поэтому измерения по а-распаду фактически дают радиус ядра плюс радиус а-частицы плюс радиус действия ядерных сил. [c.225] Цифры слева — энергии уровней 92 в кэВ, цифры справа — спины и четности уровней. Цифры над косыми линиями — относительные вероятности переходов. [c.226] Эта центробежная энергия складывается с кулоновской и тем самым увеличивает потенциальный барьер. Искажение формы барьера за счет центробежной энергии довольно незначительно главным образом из-за того, что центробежная энергия спадает с расстоянием значительно быстрее кулоновской (как а не как г ). Однако, поскольку это изменение делится на постоянную Планка и попадает в показатель экспоненты, то при больших I оно приводит к изменению времени жизни, выходящему за пределы, обусловленные степенью неопределенности теории. В табл. 6.1 приведен коэффициент k уменьшения вероятности распада для разных / при типичных значениях Е = 5 МэВ, R = 9,6-10 см. [c.227] Рассмотрим теперь влияние структуры ядра на а-распад. До сих пор мы молчаливо принимали, что ос-частицы просто существуют в ядре, а вероятность распада целиком определяется вероятностью выхода а-частицы наружу. На самом деле перед тем, как выйти наружу, ос-частица должна еще образоваться в ядре из отдельных протонов и нейтронов. Однако учет этого предварительного процесса изменит в формуле (6.34) лишь предэкспоненциальный множитель, но не показатель экспоненты. Поэтому влияние особенностей внутриядерных процессов на а-распад не может быть очень сильным. Соответствующие теоретические оценки крайне трудны и до сих пор не проведены. Из-за этой неопределенности формулу (6.34) следует считать дающей не точное значение периода полураспада, а лишь порядок его величины. С другой стороны, из отклонений реальных периодов полураспада от значений, даваемых формулой (6.34), можно получить некоторую информацию о процессе образования а-частиц в ядре. Если формула (6.34) выполняется хорошо, то распад называется облегченным. Если же реальный период полураспада превышает расчетный более чем на порядок (наблюдаются отклонения примерно на два порядка), то процесс называется необлегченным. [c.228] Вернуться к основной статье