Альфа-радиоактивность

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИЙ

A - ЧАСТИЦ ПО ПРОБЕГУ

В ВОЗДУХЕ

Симферополь 2002

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИЙ a - ЧАСТИЦ ПО ПРОБЕГУ

В ВОЗДУХЕ.

АЛЬФА-РАДИОАКТИВНОСТЬ.

Тяжелые ядра сZ >83 часто оказываются динамически нестабильными относительно a -распада. В таких ядрах энергетически возможно самопроизвольное испускание a -частиц - ядер гелия , состоящих из двух нейтронов и двух протонов с энергией связи E≈ 28 МэВ. Если обозначить массу исходного (материнского) ядра массу дочернего ядра и массу a - частицы m _α, то в соответствии с законом сохранения энергии для самопроизвольного a - распада можно записать

(1.1)

где и соответственно кинетические энергии a - частицы и дочернего ядра.

Благодаря малой массе a - частицы по сравнению с массой дочернего ядра (m_a << m), основная часть энергии, выделяющейся при распаде материнского ядра, уносится a - частицей. Так как при распаде образуются только две частицы (с энергией, распределенной между ними в соответствии с законами сохранения энергии и импульса), то для определённого распадающегося изотопа кинетическая энергия вылетающих a - частиц строго постоянна.

Важное свойство a - распада заключается в том, что периоды полураспада меняются в громадных пределах,хотя энергии всех излучаемых a - частиц лежат в сравнительно узком интервале приблизительно от 4 до 9 МэВ. Например, для радиоактивных изотопов, испускающих a-частицы с энергиями:

, E_a=8.34 МэВ, T_1/2 = 4,2*10^-6с ≈1,33*10^-13 лет,

, E_a=3,98 МэВ, T_1/2=4,4*10¹⁷c ≈1,38*10¹⁰ лет.

Как показали Гейгер и Неттол в 1911г., большим вероятностям распада λ соответствуют и большие энергии. Зависимость lg λ от lg E_a хорошо аппроксимируется прямой линией, а закон Гейгера-Неттола может быть записан в виде:

(1.2)

где a и b константы, .