АЛЬФА-РАСПАД
(а-распад),
испускание альфа-частиц атомными ядрами в процессе самопроизвольного (спонтанного)
радиоактивного распада (см. Радиоактивность). При А.-р. из радиоактивного
("материнского") ядра с атомным номером Z и массовым числом А испускается
ядро гелия
(
-частица),
т. е. два протона и два нейтрона в связанном состоянии; в результате А.-р.
образуется конечное ("дочернее") ядро с атомным номером Z = 2 и
массовым числом А =4. Так, напр., радий испускает а-частицу и переходит
в радон
Известно (1968)
ок.
200 сс-радиоактив-ных ядер; большая часть их тяжелее свинца
Нек-рое количество а-ра-диоактивных изотопов имеется в области значений
среди
ядер с недостаточным количеством нейтронов, т. н. нейтронодефицитных ядер
(см. Ядро атомное). Так,< в области редких земель имеется
несколько
-радиоактивных ядер (напр.,
).
Экспериментальному обнаружению а-активных ядер с А<200 мешают огромные
времена жизни (см. Время жизни), характерные для ядер с небольшой
энергией А.-р. (см. ниже).
При А.-р. определённого
Т. о., а-частицы
При вылете
На рис. 2 показана
Полная (т.
Рис. 2. Потенциальная
Если бы не
радиоактивного изотопа вылетающие а-частицы имеют, грубо говоря, одну и
ту же энергию. Энергия, выделяющаяся при А.-р., делится между а-частицей
и ядром в отношении, обратно пропорциональном их массам. Для разных изотопов
энергия а-частиц различна. Она тем больше, чем меньше период полураспада
T1/
У всех известных a-радиоактивных изотопов энергия а-частиц лежит в пределах
от 2 Мэв до 9 Мэв. Времена жизни a-радиоактивных ядер колеблются
в огромном интервале значений, примерно от 3*10-7 сек для
212Ро
до 5 • 1015 лет для 142Се. Времена жизни и энергии
а-частиц приведены в таблице в ст. Изотопы; там же указаны и все
а-радиоактивные изотопы, а-частицы теряют энергию при прохождении через
вещество гл. обр. при их взаимодействиях с электронными оболочками атомов
и молекул, при к-рых происходит ионизация и тех и других, возбуждение и,
наконец, диссоциация молекул. Для полной потери энергии а-частицы требуется
очень большое число столкновений (104-105).
Поэтому в среднем все а-частицы данной энергии проходят примерно одинаковые
пути с небольшим разбросом (3-4% ). Так как столкновение тяжёлой
а-частицы с лёгким электроном не может заметно изменить направление её
движения, то этот путь-пробег а-частипы - прямолинеен.
данной энергии имеют вполне определённый пробег до остановки; напр., в
воздухе при норм. атм. давлении и комнатной темп-ре а-частицы имеют пробеги
прибл. от 2,5 до 8,5 см. По длине следов а-частиц в камере Вильсона
можно качественно определить изотопный состав радиоактивного образца. На
рис. 1 приведена фотография следов а-частиц, испускаемых при А.-р.
из ядра а-частица испытывает действие двух различных сил. Очень большие
по величине и действующие на близком расстоянии ядерные силы стремятся
удержать частицу внутри ядра, в то время как кулоновское (электрическое)
взаимодействие
возникшей а-ча-стицы с остальной частью ядра обусловливает появление силы
отталкивания.
зависимость потенциальной энергии взаимодействия а-частицы с конечным ядром
(ядром, остающимся после вылета а-частицы) от расстояния до центра
ядра. Из рис. видно, что а-частица должна при вылете преодолеть потенциальный
барьер.
е. потенциальная плюс кинетическая) энергия а-частицы в разных ядрах
может принимать как отрицательные значения, так - с ростом заряда ядра
- и положительные. В этом последнем случае А.-р. будет энергетически разрешён.
Сплошной линией на рис. 2 изображена суммарная энергия а-частицы в ядре
(или, другими словами, энер-гетич. уровень а-частицы в ядре). Положительный
избыток полной энергии, обозначенный буквой Е, представляет собой
разницу между массой радиоактивного ядра и суммой масс а-частицы и конечного
ядра.
энергия взаимодействия а-частицы с конечным ядром. V - высота потенциального
барьера, В - его ширина, E - энергия а-частицы, r - расстояние
от центра ядра.
существовало потенциального барьера, высота к-рого V, напр., для 238
238
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я