Основные свойства альфа- распада

1.Альфа- распад наблюдается только у тяжелых ядер. Известно около 300 α-радиоактивных ядер. Большинство из них получены искусственно. Почти все ядра имеют Z>82. Существует небольшая группа α-активных ядер с A=140÷160. Легчайшим является изотоп церия .

2.Период полураспада α-активных ядер лежит в громадном интервале от

10¹⁷ лет ( )

и определяется законом Гейгера-Неттола

. (1.32)

например, для Z=84 постоянные A = 128,8 и B = - 50,15, T_α – кинетическая энергия α-частицы в Мэв.

3.Энергии α-частиц радиоактивных ядер заключены в пределах

(Мэв)

T_{α min} = 1,83 Мэв ( ), T_{α max} = 11,65 Мэв ^{(изомер)}

4.Наблюдается тонкая структура α-спектров радиоактивных ядер. Эти спектры дискретные. На рис.1.5. приведена схема распада ядра плутония. Спектр α -частиц состоит из ряда моноэнергетических линий, соответствующих переходам на различные уровни дочернего ядра.

5. Существуют два изотопа полония , которые дают длиннопробежные α –частицы с энергией ~8÷10 Мэв.

6.Пробег α –частицы в воздухе при нормальных условиях

R_α(см) = 0,31 T_α^3/2 Мэв при (4< T_α <7 Мэв) (1.33)

7.Общая схема реакции α-распада

где -материнское ядро, - дочернее ядро

Энергия связи α-частицы в ядре должна быть меньше нуля, чтобы α-распад состоялся.

E_{св α} = <0 (1.34)

Энергия выделившейся при α-распаде E_α состоит из кинетической энергии α –частицы T_α и кинетической энергии дочернего ядра T_я

E_α =| E_{св α} | = T_α +T_я (1.35)

Считая материнское ядро неподвижным, тогда согласно закону сохранения квадрат импульса α –частицы равен квадрату импульсу дочернего ядра.

В нерелятивистском приближении , тогда T_αM_α = T_яM_я и окончательно получаем

(1.36)

Кинетическая энергия α –частицы больше 98% всей энергии α-распада.

Рис.1.5. Схема альфа-распада ядра плутония -238. . Цифры слева –уровни энергии урана- 234 в кэв. Вероятности переходов указаны в процентах.