15
Нейтрино
Казалось бы, из схемы распада следует, что по закону сохранения энергии
β-частиц для всех β-частиц данного распада должна быть одинаковой, равной
разности энергий уровней ядер
108
Ag и
108
Cd, т.е. 1650кэВ (см. рис.8). Однако на
самом деле опыт показал другое. Энергия β-частиц как в этом β-распаде, так и во всех
остальных известных случаях β-распада может быть от нуля до максимальной
Е
max
(до
1650 кэВ в случае распада
108
Ag).
На рис. 9 изображено, какой вид
имеет β-спектр, полученный с помо-
щью магнитного спектрометра. На ри-
сунке:
N
β
–число β
-
-электронов (β-частиц),
регистрируемых спектрометром при каж-
дой энергии β-частиц
Е
β
.
Единственный
способ объяснить форму этого спектра,
не вступая в противоречие с законом
сохранения энергии, заключается в
следующем. Необходимо предположить, что при β-распаде наряду с электро-
ном (т.е. β-частицей) испускается еще одна частица, не имеющая заряда и обла-
дающая ничтожно малой (или даже нулевой) массой покоя, но уносящая часть
энергии распада. Эта частица получила название «нейтрино». Какова в дейст-
вительности масса покоя нейтрино: точно нуль или чуть больше – до сих пор
окончательно не установлено.
При β-распаде энергия, равная разности энергий
материнского и дочернего ядер, распределяется меж-
ду двумя частицами: β-электроном и нейтрино.
Поэтому получается, что при распаде одного и
того же радиоактивного изотопа электроны имеют
разную энергию–от нуля, когда всю энергию распада
забирает нейтрино, до максимальной (1650 кэВ в слу-
чае
108
Ag). В последнем случае (и если масса нейтри-
но равна нулю) всю энергию забирает электрон. Превращения, происходящие
внутри ядра при β
-
распаде, следует записать так:
ν+ +→
−
0
0
0
1 1
1
1 1
1
0
e P n
,
где
n
– нейтрон,
р
- протон,
е
– электрон,
ν
– нейтрино.
Энергетические уровни ядер
Прежде, чем выяснить, в чем заключается природа γ-распада, отметим сле-
дующее обстоятельство. Атомное ядро может находиться в спокойном, так на-
зываемом основном, состоянии. Но в результате предшествовавшего α- или β-
распада или столкновения с быстрой налетающей частицей оно так же может
приобрести избыток энергии. Такие состояния ядер, в которых энергия превы-
шает энергию основного состояния, называют возбужденными уровнями ядра.
Очень существенно одно из важнейших положений квантовой механики, впер-
вые установленное в 1913 г. датским физиком Н. Бором:
Рис. 8
Рис. 9
