A-излучение ядер

a-распадом называется испускание ядрами некоторых химических элементов a-частиц – дважды ионизированных ядер атома гелия. При
α-распаде ядро атома элементаXс зарядовым числомZи массовым числомАпревращается в ядро элементаУс зарядовым ( ) и массовым и ( ) числами:

(5.9)

Например, изотоп висмута 212, претерпевая α-распад, переходит в изотоп таллия 208:

.

В настоящее время известно более двухсот a-активных ядер. Главным образом это тяжёлые ядра ( , ). Только небольшая группа a-активных ядер приходится на область с (редкоземельные).

Скорости вылетающих при распаде a-частиц очень велики и колеблются для разных ядер в пределах , что соответствует энергиям МэВ. Двигаясь в среде, α-частицы теряют энергию на ионизацию среды и в конце пробега превращаются в атомы гелия, захватив два электрона.

Периоды полураспадов a-активных ядер варьируются в широких пределах. Так, для изотопа свинца период полураспада
a-активных ядер лет, а для изотопа инертного радиоактивного газа радона он составляет секунд.

Для a-распада характерна сильная зависимость между периодом полураспада и энергией Е вылетающих a-частиц. Эта зависимость определяется эмпирическим законом Гейгера-Неттола, который обычно выражают в виде зависимости между пробегом (расстоянием, проходимой частицей до её полной остановки) a-частиц в воздухе и постоянной радиоактивного распада :

, (5.10)

где А и В – эмпирические константы. Согласно формуле (5.10), чем меньше период полураспада радиоактивного элемента, тем больше пробег, а следовательно, и энергия испускаемых им a-частиц. Пробег a-частицы в воздухе (при нормальных условиях) составляет несколько сантиметров, а в более плотных средах он гораздо меньше и составляет сотые доли миллиметра (a-частицы можно задержать обычным листом бумаги).

У одного и того же a-радиоактивного элемента имеется несколько групп a-частиц с различными длинами пробегов. Внутри каждой группы наблюдается постоянство пробегов. Отсюда следует, что выбрасываемые из ядер a-частицы обладают определённым энергетическим спектром и, следовательно, атомные ядра обладают дискретными энергетическими уровнями.