Ядзерная фізіка
Атамнае ядро · Радыеактыўны распад · Ядзерная рэакцыя · Тэрмаядзерная рэакцыя
Альфа-распад атамнага ядра

Альфа-распад — від радыеактыўнага распаду ядра, у выніку якога адбываецца выпусканне двойчы магічнага ядра гелію 4He — альфа-часціцы[1]. 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.

Хуткасць вылету альфа-часціцы складае ад 9400 км/с (ізатоп неадыму 144Nd) да 23700 км/с (у ізатопа палонія 212mPo). У агульным выглядзе формула альфа-распаду выглядае наступным чынам:

Прыклад альфа-распаду для ізатопа 238U:

Альфа-распад можа разглядацца як лімітавы выпадак кластарнага распаду.

Упершыню альфа-распад быў ідэнтыфікаваны брытанскім фізікам Эрнэстам Рэзерфордам у 1899[2]. 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

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.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.