95
Значения энергии в МэВ отсчитыва-
ются на диаграмме от основного со-
стояния дочернего ядра, относительные
вероятности переходов выражены в про-
центах.
Кроме законов сохранения энергии,
импульса, электрического заряда и числа
нуклонов
А
при α-распаде должны выпол-
няться законы сохранения момента им-
пульса, четности и некоторые другие, накладывающие дополнительные ог-
раничения на возможность тех или иных α-распадов.
3. Постоянная распада λ и кинетическая энергия
Т
α
испускаемых α-частиц
связаны зависимостью, которая носит название закона Гейгера – Нэттола:
C TB
+
=λ
α
lg
lg
,
(6)
где
В
и
С
- постоянные.
Особенностью соотношения (6) является то, что малым изменениям
Т
α
соответствуют очень большие изменения λ. Это становится очевидным, если
учесть, что энергии α-частиц для большинства альфа-радиоактивных ядер
заключены в сравнительно узком интервале значений (4÷9 МэВ), а соответ-
ствующие им периоды полураспада
λ
−=
ln
2
2
1
T
занимают широкий диапазон
от 10
10
лет до 10
-7
секунды.
Отмеченная особенность обусловлена механизмом α- распада, согласно
которому вылет из материнского ядра образовавшейся в нем α-частицы про-
исходит благодаря квантовомеханическому эффекту проникновения части-
цы через потенциальный барьер (туннельный эффект). При этом вероят-
ность прохождения α-частицы через кулоновский потенциальный барьер (а,
следовательно, и постоянная распада λ) зависит как от энергии α-частица
Е
,
так и от высоты барьера.
На рис. 59 показана зависимость потенциальной энергии
U(r)
взаимо-
действия α-частицы с дочерним ядром от расстояния между ними
r
.
Участок кривой в области
R
<
r
<∞ определяется кулоновским
взаимодействием
r
e
Z
rU
2
)2 (2 )(
⋅ − ⋅
=
.
(7)
Характер зависимости в облас-
ти 0<
r
<
R
обусловлен ядерными
силами, описываемыми прибли-
женной зависимостью
U(r)
= -
U
.
Значение
U(r)
при
r = R
характери-
зует высоту потенциального барье-
ра. Для
239
Pu, например, эта величина составляет примерно 30 МэВ. Очевид-
но, что испускание плутонием α-частиц с энергией порядка 5 МэВ возможно
лишь за счет туннельного эффекта.
Рис. 58
Рис. 59
