Теперь посмотрим, не покривили ли душой авторы статьи, вслед за Резерфордом, когда утверждали «но, во всех явлениях, с которыми сталкивались физики, существование первого процесса всегда обуславливало возможность второго».
Рассмотрим обычный физический процесс. Стрела, показанная на рисунке, движется так, приближается к отверстию справа. Даже если ось стрелы не строго совпадает с осью отверстия, стрела всё равно пролетит через отверстие. В случае же, когда эта же самая стрела приближается слева, вероятность её прохождения сквозь отверстие практически равна нулю. На этом механическом примере мы видим, что существование не симметричных физических процессов – это обычное явление. Следовательно, выдумывание туннельного эффекта для объяснения альфа-распада и альфа-излучения являются излишним и не законным.
Квантово-механическое решение задачи о прохождении частицы через потенциальный барьер дает для вероятности прохождения (коэффициента прозрачности барьера) D
(10) |
где a- приведенная масса, Ta - энергия -частицы. В приближении Ta << Bk, где Bk - высота кулоновского барьера (предполагается, что барьер чисто кулоновский) описывается соотношением
|
|
(11) |
Рассчитанные по формулам (7), (8) и (11) периоды полураспада правильно передают важнейшую закономерность альфа-распада - сильную зависимость периода полураспадаT1/2 от энергии альфа-частиц Ta(энергии альфа-распада Qa Ta). При изменении периодов полураспада более чем на 20 порядков отличия экспериментальных значений от расчетных всего 1-2 порядка. Конечно, такие расхождения все же довольно велики. Где их источник и как надо усовершенствовать теорию, чтобы эти расхождения с экспериментом уменьшить? Какие факторы должны быть дополнительно учтены?
- Приведенные выше формулы описывают эмиссию альфа-частиц с нулевым орбитальным моментом l. Однако возможен распад и с ненулевым орбитальным моментом, более того, в ряде случаев распад с l = 0 запрещен законами сохранения. В этом случае к кулоновскому Vk(r)добавляется центробежный потенциал Vц(r)
V(r) = Vk (r) + Vц (r), | (12) |
(13) |
3. Хотя высота центробежного барьера для тяжелых ядер при l = 8 составляет всего около 10% от высоты кулоновского барьера и центробежный потенциал спадает быстрее, чем кулоновский, эффект вполне ощутим и для больших l может приводить к подавлению альфа-распада более, чем на 2 порядка.
- Результаты расчетов прозрачности барьера весьма чувствительны к средним радиусам ядер R. Так изменение R всего на 4% приводит к изменению T1/2 в 5 раз. Между тем, ядра с A > 230 могут быть сильно деформированы, что приводит к тому, что альфа-частицы охотнее вылетают вдоль большой оси эллипсоида, а средняя вероятность вылета отличается от таковой для сферического ядра. Большую чувствительность периодов полураспада от радиусов можно использовать, определяя радиусы ядер по экспериментальным значениям периодов полураспада.
- Выше никак не учитывалась структура состояний начального и конечного ядер и тесно связанная с этим проблема образования альфа-частицы в ядре, вероятность которой молчаливо полагалась равной 1. Для четно-четных ядер это приближение довольно хорошо описывает эксперимент. Однако, если перестройка структуры исходных ядер в конечные заметно затруднена, то необходимые для учета этих эффектов модификации предэкспоненциального множителя f, могут приводить к изменению расчетных значений приблизительно на два порядка.
|
|