Альфа-распад

Альфа-распад — від радыеактыўнага распаду ядра, у выніку якога адбываецца выпусканне двойчы ядра гелію ⁴He — альфа-часціцы. Пры гэтым масавы лік ядра памяншаецца на 4, а атамны нумар — на 2. Альфа-распад назіраецца толькі ў цяжкіх ядраў (атамны нумар павінны быць больш 82, масавы лік павінны быць больш за 200). Альфа-часціца адчувае тунэльны пераход праз кулонаўскі бар’ер у ядры, таму альфа-распад з’яўляецца істотна квантавым працэсам. Паколькі імавернасць тунэльнага эфекту залежыць ад вышыні бар’ера экспанентна, перыяд паўраспаду альфа-актыўных ядраў экспанентна расце з памяншэннем энергіі альфа-часціцы (гэты факт складае змест закона Гейгера-Нэтала). Пры энергіі альфа-часціцы менш 2 МэВ час жыцця альфа-актыўных ядраў істотна перавышае час існавання Сусвету. Таму, хоць большасць прыродных ізатопаў цяжэй цэрыя у прынцыпе здольныя распадацца па гэтым канале, толькі для нямногіх з іх такі распад сапраўды зафіксаваны.

Ядзерная фізіка

Атамнае ядро · Радыеактыўны распад · Ядзерная рэакцыя · Тэрмаядзерная рэакцыя Асноўныя тэрміны Атамнае ядро · Ізатопы · Ізабары · · Перыяд паўраспаду · Масавы лік · · Ланцуговая ядзерная рэакцыя · Распад ядраў Закон радыеактыўнага распаду · Альфа-распад · Бэта-распад · Гама-выпраменьванне · Складаны распад Электронны захоп · Двайны бэта-распад · · Унутраная канверсія · Выпраменьванні · · · Захват Электронны захоп · · · · Дзяленне ядра Спантаннае дзяленне Ядзерны сінтэз Пратон-пратонны цыкл · · · · · · · · · Вядомыя вучоныя Бекерэль · Бетэ · Бор · Гейзенберг · Марыя Кюры · П’ер Кюры · Рэзерфорд · Содзі · Уілер · Фермі

глядзець правіць

Альфа-распад атамнага ядра

Хуткасць вылету альфа-часціцы складае ад 9400 км/с (ізатоп неадыму ) да 23700 км/с (у ізатопа палонія ^212mPo). У агульным выглядзе формула альфа-распаду выглядае наступным чынам:

${\displaystyle \ _{Z}^{A}{\rm {X}}\rightarrow _{Z-2}^{A-4}{\rm {Y}}+\alpha \ (_{2}^{4}{\rm {He}})}$

Прыклад альфа-распаду для ізатопа :

${\displaystyle \ _{92}^{238}{\rm {U}}\rightarrow _{90}^{234}{\rm {Th}}+\alpha \ (_{2}^{4}{\rm {He}})}$

Альфа-распад можа разглядацца як лімітавы выпадак кластарнага распаду.

Упершыню альфа-распад быў ідэнтыфікаваны брытанскім фізікам Эрнэстам Рэзерфордам у 1899. Адначасова ў Парыжы французскі фізік Пол Вілард праводзіў аналагічныя эксперыменты, але не паспеў падзяліць выпраменьванні раней Рэзерфорда. Першую колькасную тэорыю альфа-распаду распрацаваў савецкі і амерыканскі фізік Георгій Гамаў.

Небяспека для жывых арганізмаў

Будучы даволі цяжкімі і станоўча зараджанымі, альфа-часціцы ад радыеактыўнага распаду маюць вельмі кароткі прабег у рэчыве і пры руху ў асяроддзі хутка губляюць энергію на невялікай адлегласці ад крыніцы. Гэта прыводзіць да таго, што ўся энергія выпраменьвання вызваляецца ў малым аб’ёме рэчыва, што павялічвае шанцы пашкоджанні клетак пры трапленні крыніцы выпраменьвання ўнутр арганізма. Аднак знешняе выпраменьванне ад радыеактыўных крыніц няшкодна, бо альфа-часціцы могуць эфектыўна затрымлівацца некалькімі сантыметрамі паветра або дзесяткамі мікраметраў шчыльнага рэчыва, напрыклад, лістом паперы і нават рагавым, змярцвелым пластом эпідэрмісу, не дасягаючы жывых клетак. Нават дотык да крыніцы чыстага альфа-выпраменьвання бяспечны, хоць варта памятаць, што многія крыніцы альфа-выпраменьвання выпраменьваюць таксама значна больш пранікальныя тыпы выпраменьвання (бэта-часціцы, гама-кванты, часам нейтроны). Аднак трапленне альфа-крыніцы ўнутр арганізма прыводзіць да значнага апрамянення. Каэфіцыент якасці альфа-выпраменьвання роўны 20 (больш за ўсіх астатніх тыпаў іанізуючага выпраменьвання, за выключэннем цяжкіх ядраў і аскепкаў дзялення). Гэта азначае, што ў жывой тканцы альфа-часціца стварае ацэначна у 20 разоў большыя пашкоджанні, чым гама-квант ці бэта-часціца роўнай энергіі.

Усе вышэй сказанае адносіцца да радыеактыўных крыніц альфа-часціц, энергіі якіх не пераўзыходзяць 15 МэВ. Альфа-часціцы, атрыманыя на паскаральніку, могуць мець значна больш высокія энергіі і ствараць значную дозу нават пры вонкавым апрамяненні арганізма.

Гл. таксама

• Альфа-часціца
• Радыеактыўны распад
• Бэта-распад

Зноскі

1. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. В 2 кн. Кн. 1. Физика атомного ядра. Ч. I. Свойства нуклонов, ядер и радиоактивных излучений. — М.: Энергоатомиздат, 1993. ISBN 5-283-04080-1 °C.137
2. E. Rutherford Выпраменьванне ўрану і электрычная праводнасць, якая выклікаецца ім="Uranium radiation and the electrical conduction produced by it" Philosophical Magazine (1899), Series 5, vol. 47, no. 284, pages 109—163.