Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ВА ВВ ВЕ ВЗ ВИ ВК ВЛ ВН ВО ВП ВР ВС ВТ ВУ ВХ ВЫ ВЮ ВЯ

Вероятность - а-распад

 
Вероятность а-распада может быть существенно меньше теоретической по разным причинам. Одной из этих причин является то, что в элементарной теории не рассматривалась вероятность образования а-частицы, предполагалось, что а-частица существует в ядре в готовом виде. Однако если считать, что а-частица образуется в ядре в момент а-распада, то вероятность ее образования должна быть разной для различных ядер.
Выражение для вероятности а-распада (VI.40) или (VI.41) составляет теоретическую основу закона Гейгера-Нэттола и дает качественное его объяснение.
Другая возможная причина уменьшения вероятности а-распада по сравнению с теоретической связана с тем, что в элементарной теории а-распада не учитывается роль момента, уносимого а-частицей. Трудность здесь заключается в том, что наблюдающиеся на опыте высокие коэффициенты запрета F нельзя объяснить одним только увеличением барьера за счет появления центробежного потенциала ( роль которого, как было показано, мала), а надо рассматривать гораздо более сложные явления. К числу таких явлений относится, например, влияние поля излучения дочернего ядра на улетающую а-частицу. Здесь связь вероятности а-распада с величиной уносимого а-частицей орбитального момента / должна проявляться потому, что различным / соответствует образование дочернего ядра в различных состояниях, переходы с которых отличаются характером испускаемого излучения.
Из (VI.40) и (VI.41) следует, что вероятность а-распада резко уменьшается с ростдм Момента количества движения /, уносимого а-ча-стицей. Из этих соотношений и рисунка 68 непосредственно видна чрезвычайно резкая зависимость вероятности а-распада от энергии вылетающей а-частицы. Частица, находящаяся на более высоком уровне ( эа) 2, имеет значительно большую вероятность пройти через барьер и покинуть ядро. Например, изменение энергии а-частицы всего лишь на 10 % приводит к изменению вероятности а-распада в 4 - 103 раз.
С возрастанием момента количества движения / резко уменьшается вероятность а-распада. Например, распад любого четно-четного ряда ( 0) не может идти на уровне с нечетным спином и положительной четностью или на уровне с четным спином, но отрицательной четностью.
Полученные соотношения имеют важное значение для теории а-распада, так как основным фактором, определяющим вероятность а-распада, является проницаемость потенциального барьера.
Вероятность ( 1-распада Ас227 с образованием изотопа тория ( радиоактиния) в 80 раз большая, чем вероятность а-распада с образованием франция.
Поскольку уравнение (VI.38) соответствует довольно грубой модели а-распада, не учитывающей несферичности ядра и использующей упрощенные представления о потенциале ядра в области г R0, то попытки его точного решения мало оправданы. Поэтому для выяснения зависимости вероятности а-распада от энергии вылетающей а-частицы достаточно вычислить вероятность прохождения а-частицы через потенциальный барьер, используя из квантовой механики результат задачи о прозрачности потенциального барьера.
Другое сделанное нами важное упрощающее допущение - сферическая форма всех ядер - как известно, не подтверждается для большинства а-излучателей. Было выполнено значительное число работ, посвященных расчетам вероятностей а-распада сфероидальных и деформированных ядер [2], однако эти попытки не привели пока к созданию полной теории задержки а-распада. Тем не менее представляет интерес рассмотрение некоторых результатов экспериментальных работ.
Можно ожидать, что вид резонансной формулы (4.10) для реакций ( р, а) и ( р, у) будет аналогичен при условии, что эти реакции предполагаются происходящими за счет наличия в ядре протона, попавшего в ядро из падающего пучка, с некоторым определенным L. Оператор jft в этом случае должен интерпретироваться как оператор, дающий вероятность а-распада. Простейшей моделью такого распада является случай. В этой модели важны значения % внутри ядра.
Из (VI.40) и (VI.41) следует, что вероятность а-распада резко уменьшается с ростдм Момента количества движения /, уносимого а-ча-стицей. Из этих соотношений и рисунка 68 непосредственно видна чрезвычайно резкая зависимость вероятности а-распада от энергии вылетающей а-частицы. Частица, находящаяся на более высоком уровне ( эа) 2, имеет значительно большую вероятность пройти через барьер и покинуть ядро. Например, изменение энергии а-частицы всего лишь на 10 % приводит к изменению вероятности а-распада в 4 - 103 раз.
Для тяжелых ядер энергии а-распада составляют 4 - 10 Мэв. Так, наименьшей Еа обладает Th232 ( 4 05 Мэв), а наибольшей - At213 ( 9 2 Мэв); ясно, что вероятность а-распада первого из них сравнительно мала, а.
Схема сс-распада ядра плутония. При радиоактивных распадах конечное ядро может оказаться не только в основном, но и в одном из своих возбужденных состояний. Например, в у-распаде, как мы увидим ниже, это является скорее правилом, чем исключением. Однако исключительно резкая зависимость вероятности а-распада от энергии приводит к тому, что расп. Экспериментально удается наблюдать только распады на вращательные уровни, имеющие относительно низкие энергии возбуждения ( см. гл. Распады на возбужденные уровни приводят к возникновению тонкой структуры энергетического спектра вылетающих ос-частиц. Точные измерения энергетического спектра вылетающих а-частиц показывают, что 72 % частиц имеют энергию 5 49 МэВ, а около 28 % частиц имеет энергию на 43 кэВ меньше. Наблюдаются также небольшие группы частиц с энергиями на 143, 296 и 803 кэВ меньше энергии основной группы частиц. На рис. 6.8 изображена схема этого распада. Альфа-распад идет на все эти уровни.
Схема а-распада ядра плутония.
При радиоактивных распадах конечное ядро может оказаться не только в основном, но и в одном из своих возбужденных состояний. Например, в у-распаде, как мы увидим ниже, это является скорее правилом, чем исключением. Однако исключительно резкая зависимость вероятности а-распада от энергии приводит к тому, что распады на возбужденные уровни дочернего ядра обычно идут с очень низкой интенсивностью, потому что при возбуждении дочернего ядра уменьшается энергия а-частицы. Экспериментально удается наблюдать только распады на вращательные уровни, имеющие относительно низкие энергии возбуждения ( см. гл. Распады на возбужденные уровни приводят к возникновению тонкой структуры энергетического спектра вылетающих а-частиц. Точные измерения энергетического спектра вылетающих а-частиц показывают, что 72 % частиц имеют энергию 5 49 МэВ, а около 28 % частиц имеет энергию на 43 кэВ меньше. Наблюдаются также небольшие группы частиц с энергиями на 143, 296 и 803 кэВ меньше энергии основной группы частиц. На рис. 6.8 изображена схема этого распада. Альфа-распад идет на все эти уровни.
Происхождение тонкой [ IMAGE ] Распад с образованием структуры а-спектра длиннопробежных а-частиц. Возникновение длиннопробежных а-частиц объясняется тем, что а-распад испытывает ядро, которое само находится в возбужденном состоянии. Действительно, если а-распадающееся ядро является продуктом предыдущего а - или р-распада, то в начальный момент оно может находиться как в основном, так и в возбужденном состоянии. В большинстве случаев вероятность перехода ядра в основное состояние с испусканием у-кванта значительно больше, чем вероятность а-распада. Поэтому а-распад возбужденных ядер обычно не наблюдается.
После а-распада обычно испускаются - у-лучи невысокой энергии ( Ef 0 5 Мэв), так как и-распад, сопровождающийся образованием дочернего ядра в сильно возбужденном состоянии ( W 0 5 Мэв), затруднен малой прозрачностью барьера для а-частиц с пониженной энергией. Энергия улучей, испускаемых дочерним ядром после р-распада, может быть больше и достигает 2 - 2 5 Мэв. Это связано с тем, что вероятность - распада определяется более - слабой функцией энергии ( F - : - ео), чем вероятность а-распада.
Другая возможная причина уменьшения вероятности а-распада по сравнению с теоретической связана с тем, что в элементарной теории а-распада не учитывается роль момента, уносимого а-частицей. Трудность здесь заключается в том, что наблюдающиеся на опыте высокие коэффициенты запрета F нельзя объяснить одним только увеличением барьера за счет появления центробежного потенциала ( роль которого, как было показано, мала), а надо рассматривать гораздо более сложные явления. К числу таких явлений относится, например, влияние поля излучения дочернего ядра на улетающую а-частицу. Здесь связь вероятности а-распада с величиной уносимого а-частицей орбитального момента / должна проявляться потому, что различным / соответствует образование дочернего ядра в различных состояниях, переходы с которых отличаются характером испускаемого излучения.
С другой стороны, энергия а-частицы определяется энергией связи ее в ядре. Теоретические расчеты показывают, что такая энергия связи уменьшается с ростом заряда ядра, поэтому тяжелые ядра оказываются неустойчивыми по отношению к а-распаду. Уже давно было установлено, что вероятность а-распада весьма значительно зависит от Еа, а чем меньше вероятность, тем выше период полураспада.
Из (VI.40) и (VI.41) следует, что вероятность а-распада резко уменьшается с ростдм Момента количества движения /, уносимого а-ча-стицей. Из этих соотношений и рисунка 68 непосредственно видна чрезвычайно резкая зависимость вероятности а-распада от энергии вылетающей а-частицы. Частица, находящаяся на более высоком уровне ( эа) 2, имеет значительно большую вероятность пройти через барьер и покинуть ядро. Например, изменение энергии а-частицы всего лишь на 10 % приводит к изменению вероятности а-распада в 4 - 103 раз.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11