Радиоактивность. Левин М.Н - 17 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

17
подобен процессу α-распада .
Осколки деления «проходят» через
потенциальный барьер , образующийся при первоначальной деформации
делящегося ядра. Вероятность процесса спонтанного деления определяется
прозрачностью потенциального барьера для осколков по формуле, аналогичной
для случая α - распада :
dW2M2
f
eD
⋅−
=
h
,
где М - приведенная масса осколка, W
f
- высота барьера деления, d -ширина
барьера деления (радиус осколка). Расчет дает значение периода полураспада
для спонтанного деления ~10
16
лет , что указывает на чрезвычайную трудность
наблюдения этого явления. Спонтанное деление ядер было открыто в 1940 году
советскими учеными Г.Н . Флеровым и К.А. Петржаком. К настоящему времени
спонтанное деление ядер обнаружено и изучено для большинства тяжелых
ядер . Вероятность спонтанного деления для трансурановых элементов быстро
растет с ростом Z
2
/А и при Z >104 спонтанное деление может быть
преобладающим процессом распада .
Новые типы радиоактивности
В начале 80-х годов 20го века были открыты два новых типа
радиоактивности . К известным ранее четырем типам радиоактивности
добавились распады из основных состояний родительских ядер с испусканием
протонов - протонная радиоактивность- и самопроизвольное испускание
ядрами ядер тяжелее
2
Н
4
- кластерная радиоактивность - (впервые кластерная
радиоактивность наблюдалась в распаде :
Ra
223
Pb
209
+ С
l4
).
Открытию протонной радиоактивности предшествовало обнаружение
«задержанных» протонов, связанных с протонным распадом
высоковозбужденных и поэтому короткоживущих состояний ядер . Для
осуществления протонного распада из основных состояний ядер , необходимо
было создать такие ядра, в которых протон не был бы связан с дочерним ядром,
образующимся после вылета протона из исходного ядра. Подобные ядра
являются сильно нейтронодефицитными . В земных условиях такие ядра не
образуются. Первое протонораспадное ядро
71
Lu
151
было получено в 1981 году
на рекордном по своим параметрам ускорителе многозарядных ионов в
Дармштадте (Германия). К настоящему времени исследовано более 30 ядер ,
испытывающих протонный распад из основных и изомерных состояний,
которые заполняют широкую по Z и А область от
27
Со
53
до
83
Bi
185
. Процесс
получения подобных ядер интенсивно продолжается и в настоящее время.
Интерес физиков к протонной радиоактивности ядер связан не только со
стремлением детально исследовать новый вид радиоактивности , но и с тем , что
изучение протонного распада ядер позволяет получить уникальную
информацию о границах нуклонной устойчивости ядер в природе .
Гамма-излучение ядер
Гамма - излучение ядер не является самостоятельной разновидностью
радиоактивности , а сопровождает явление радиоактивности в тех случаях ,
                                          17
подобен       процессу        α-распада. О ск олк и делени я «прох одят» через
потенци альны й барьер, образую щ и й ся при первоначальной деф ормаци и
делящ егося ядра. В ероятность процесса спонтанного делени я определяется
прозрачностью потенци ального барьера дляоск олк ов по ф ормуле, аналоги чной
дляслучаяα-распада:
                                       − 2 h 2M ⋅ Wf ⋅ d
                                  D=e                    ,
где М - при веденная масса оск олк а, Wf - вы сота барьера делени я, d -ш и ри на
барьера делени я (ради ус оск олк а). Расчет дает значени е пери ода полураспада
для спонтанного делени я ~1016лет, что ук азы вает на чрезвы чай ную трудность
наблю дени яэтого явлени я. Спонтанноеделени еядер бы ло отк ры то в 1940 году
советск и ми учены ми Г.Н . Ф леровы м и К .А . Петржак ом. К настоящ емувремени
спонтанное делени е ядер обнаружено и и зучено для больш и нства тяжелы х
ядер. В ероятность спонтанного делени я для трансурановы х элементов бы стро
растет с ростом Z2 /А и при Z >104 спонтанное делени е может бы ть
преобладаю щ и м процессом распада.

                         Н овы е т ипы рад иоакт ивност и
     В начале 80-х годов 20–го век а бы ли отк ры ты два новы х ти па
ради оак ти вности . К и звестны м ранее четы рем ти пам ради оак ти вности
добави ли сь распады и з основны х состояни й роди тельск и х ядер с и спуск ани ем
протонов - про т о н н ая радио ак т ив н о с т ь- и самопрои звольное и спуск ани е
ядрами ядер тяжелее2Н 4 - к лас т ерн ая радио ак т ив н о с т ь - (впервы ек ластерная
ради оак ти вностьнаблю даласьв распаде:
                        Ra223→Pb209 + Сl4).
     О тк ры ти ю протонной ради оак ти вности предш ествовало обнаружени е
«задержанны х »       протонов,     связанны х        с      протонны м       распадом
вы сок овозбужденны х и поэтому к оротк ожи вущ и х состояни й ядер. Д ля
осущ ествлени я протонного распада и з основны х состояни й ядер, необх оди мо
бы ло создатьтак и еядра, в к оторы х протон небы л бы связан сдочерни м ядром,
образую щ и мся после вы лета протона и з и сх одного ядра. Подобны е ядра
являю тся си льно ней тронодеф и ци тны ми . В земны х услови ях так и е ядра не
образую тся. Первое протонораспадное ядро 71Lu151 бы ло получено в 1981 году
на рек ордном по свои м параметрам уск ори теле многозарядны х и онов в
Д армш тадте (Германи я). К настоящ ему времени и сследовано более 30 ядер,
и спы ты ваю щ и х протонны й распад и з основны х и и зомерны х состояни й ,
к оторы е заполняю т ш и рок ую по Z и А область от 27Со53 до 83Bi185. Процесс
получени я подобны х ядер и нтенси вно продолжается и в настоящ ее время.
И нтерес ф и зи к ов к протонной ради оак ти вности ядер связан не тольк о со
стремлени ем детально и сследоватьновы й ви дради оак ти вности , но и стем, что
и зучени е протонного распада ядер позволяет получи ть уни к альную
и нф ормаци ю о грани цах нук лонной устой чи вости ядер в при роде.

                             Гам м а-излуче ние яд е р
    Г амма - излучен ие я дер не является самостоятельной разнови дностью
ради оак ти вности , а сопровождает явлени е ради оак ти вности в тех случаях ,