Альфа-распад

В основном α-распад характерен для тяжелых ядер (А>200, Z>81). α-распад подчиняется правилу сещения, например, распад изотопа урана () приводит к образованию теория ()

→ +

Согласно современным представлениям, α-частицы образуются внутри тяжелых ядер вследствие объединения двух протонов и двух найтронов. Такая образовавшаяся частица сильнее отталкивается от оставшихся протонов ядра, чем отдельные протоны. Одновременно α-частица испытывает меньшее ядерное притяжение к нкулоноам в ядре, чем остальные нуклоны.

Скорости вылетающих при распаде α-частиц очень велики – 1,4+2 10⁷м/с, что соответствует энергиям 4+8,8МэВ. Опыты Резерфорда показали, что даже имея такие скорости α-частицы не могут приблизиться к ядру на расстоянии, при котором начинают действовать ядерные силы и рассеяние α-частиц на ядре объясняется только кулоновским взаимодействием. Т.о. можно сделать вывод, что ядро окружено потенциальным барьером, высота которого не меньше 8,8Мэв.

С другой стороны, α-частицы испускаемые ураном имеют энергию 4,2МэВ. Следовательно, α-частицы вылетают из ядра с энергией значительно меньше высоты потенциального барьера вследствие туннельного эффекта.

Для α-частиц характерна сильная зависимость между периодом полураспада Т_1/2 и энергией Е вылетающих частиц. Эта зависимость определяется законом Гейгера-Нэттола:

1nλ = А+В1nR_a

где А и В эмпирические (определяемые из опыта) константы, λ = (1n2)/Т_1/2, R_a – пробег α-частицы в воздухе – расстояние, проходимое частицей до ее полной остановки.

Т.о. чем меньше период полураспада, тем больше пробег α-частицы, а следовательно, и ее энергия.

Пробег α-частиц в воздухе (при нормальных условиях) составляет несколько сантиметров, в более плотных средах он гораздо меньше, составляя сотые доли миллиметра (α-частицы можно задержать обычным листом бумаги).

Энергетический спектр α-частиц, испускаемых данным радиактивным элементом, обнаруживает «тонкую» структуру, т.е испускается несколько групп α-частиц, причем, в пределах каждой группы их энергии практически постоянны. Дискертный спектр α-частиц свидетельствует о том, что активные ядра обладают дискертными энергетическими уровнями.