Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 124 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

124
По представлениям квантовой механики, ядро является для α-
частицы потенциальным барьером, высота U которого больше, чем
энергия Е α-частицы. Всегда имеется отличная от нуля вероятность то-
го, что частица с энергией меньшей высоты потенциального барьера,
пройдёт сквозь него, то есть действительно из α-радиоактивного ядра α-
частицы могут вылететь с энергией, меньшей высоты потенциального
барьера.
Коэффициент прозрачности для барьера произвольной формы
2
1
0
2
exp 2 ( )
x
x
D D m U E dx
α
= ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ −
∫
ℏ
(118),
где
m
α
– масса α-частицы; U – высота потенциального барьера; Е - энер-
гия частицы; пределы интегрирования представляют собой границы
барьера;
/ 2
h
π
= ⋅
– постоянная Планка.
Коэффициент прозрачности D тем больше (следовательно, тем
меньше период полураспада), чем меньше по высоте (U) и ширине
барьер находится на пути α-частицы.
Бета
-распад. При бета-распаде из ядра вылетает электрон. Внут-
ри ядер электроны существовать не могут, они возникают при β-распаде
в результате превращения нейтрона в протон. Этот процесс может про-
исходить не только внутри ядра, но и со свободными нейтронами.
Среднее время жизни свободного нейтрона составляет около 15 минут.
При распаде нейтрон
1
0
n
превращается в протон
1
1
p
и электрон
0
1
e
−
.
Измерения показали, что в этом процессе наблюдается кажущееся
нарушение закона сохранения энергии, так как суммарная энергия про-
тона и электрона, возникающих при распаде нейтрона, меньше энергии
нейтрона. В 1931 году В. Паули высказал предположение, что при рас-
паде нейтрона выделяется ещё одна частица с нулевыми значениями
массы и заряда, которая уносит с собой часть энергии. Новая частица
получила название нейтрино (маленький нейтрон). Из-за отсутствия у
нейтрино заряда и массы эта частица очень слабо взаимодействует с
атомами вещества, поэтому её чрезвычайно трудно обнаружить в экспе-
рименте. Ионизирующая способность нейтрино столь мала, что один
акт ионизации в воздухе приходится приблизительно на 500 км пути.
Эта частица была обнаружена лишь в 1953 г. В настоящее время извест-
но, что существует несколько разновидностей нейтрино. В процессе
распада нейтрона возникает частица, которая называется электронным
антинейтрино. Она обозначается символом
0
0
e
ν
∼
Поэтому реакция рас-
пада нейтрона записывается в виде

Страницы