2015-05-18
364
При a-распаде материнского ядра 
образуется дочернее ядро с зарядом Z–r и массовым числом A – 4, а также a-частица, т.е. ядро атома гелия:
.
Дочернее ядро, как правило, оказывается в возбужденном состоянии и спустя время t~10–8...10–15 с переходит в основное состояние, испустив g-квант.
a-распад наблюдается у тяжелых ядер (Z > 82). Внутри таких ядер обособляются группы нуклонов, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, которые далее могут покинуть ядро. Потенциальная энергия взаимодействия a-частицы и ядра имеет вид, показанный на рис. 36.3. При r<R, где R — радиус действия ядерных сил, энергия взаимодействия a-частицы и ядра имеет характер притяжения. При r > R притяжение сменяется кулоновским отталкиванием.
Рис. 36.3
|
Было установлено, что при бомбардировке ядер урана a-частицами с энергией W=8 МэВ, они упруго «отражаются» от ядер за счет кулоновских сил отталкивания. Это позволяет утверждать, что высота потенциального барьера во всяком случае больше, чем 8 МэВ. Однако эксперименты показывают, что a-частицы, возникающие при распаде ядер урана, имеют энергию 4 МэВ и, следовательно, по классической физике не могут преодолеть потенциальный барьер высотой Wпо. Однако согласно квантовой механике, имеется отличная от нуля вероятность того, что a-частица просочится через потенциальный барьер, т.е. покинет пределы ядра, даже если ее энергия меньше высоты потенциального барьера. Такой процесс возможен за счет туннельного эффекта, рассмотренного в § 30.7. Теория a-распада, в основу которой положен туннельный эффект (Д. Гамов, 1928 г.) приводит к результатам, хорошо согласующимся с опытом.
