Спектры a-частиц

Ядра тяжелее свинца часто a -радиоактивны, т.е. самопроизвольно испускают высокоэнергетические ядра , которые называют a -частицами:

Распределение испускаемых ядрами частиц по энергиям (спектр) определяется законами сохранения энергии и импульса. Для a -распада эти законы имеют вид:

; (1)

. (2)

Здесь - энергия реакции a -распада. Если в уравнении (2) от импульсов перейти к кинетическим энергиям , то из системы уравнений (1), (2) нетрудно получить:

(3)

. (4)

Из формулы (3) видно, что энергия a -частиц является строго определенной величиной, а спектр a -частиц, соответственно, моноэнергетическим или дискретным, если ядра, участвующие в a -распаде , находятся не только в основном, но и возбужденных состояниях. Типичный вид спектра a -частиц изображен на рис. 1.

Рис. 1. Типичный вид спектра a-частиц

Частицы с энергией T_a0 образуют основную линию спектра и возникают при a -распадах, когда исходное () и дочернее () ядра находятся в основных состояниях. Длиннопробежные a -частицы с энергиями T_d, T_d2 испускаются возбужденными ядрами , а a -частицы тонкой структуры (T_a1, T_a2) соответствуют распадам, когда в возбужденном состоянии образуется дочернее ядро .