Закон Гейгера – Наттолла

редактировать

В ядерной физике закон Гейгера – Наттолла или правило Гейгера – Наттолла связывает константу распада радиоактивного изотопа с энергией испускаемых альфа-частиц. Грубо говоря, в нем говорится, что короткоживущие изотопы испускают больше энергичных альфа-частиц, чем долгоживущие.

Это соотношение также показывает, что период полураспада экспоненциально зависит от энергии распада, так что очень большие изменения в периоде полураспада приводят к сравнительно небольшим различиям в энергии распада и, следовательно, энергии альфа-частиц. На практике это означает, что альфа-частицы всех альфа-излучающих изотопов с разницей в периоде полураспада на много порядков величины, тем не менее, имеют примерно одинаковую энергию распада.

Сформулированный в 1911 году Хансом Гейгером и Джоном Митчеллом Наттоллом как связь между постоянной распада и диапазоном альфа-частиц в воздухе, в его современной форме –Национальный закон:

log 10 ⁡ λ = - a 1 ZE + a 2 {\ displaystyle \ log _ {10} \ lambda = -a_ {1} {\ frac {Z} {\ sqrt {E}}} + a_ {2}}{\ displaystyle \ log _ {10} \ lambda = -a_ {1} {\ frac {Z} {\ sqrt {E}}} + a_ {2}}

где λ - константа распада (λ = ln2 / период полураспада ), Z - атомный номер, E - общая кинетическая энергия (альфа-частицы и дочернего ядра), а 1 и 2 являются константами. Закон лучше всего работает для ядер с четным атомным номером и даже атомной массой. Тенденция все еще существует для четно-нечетных, нечетно-четных и нечетно-нечетных ядер, но не так ярко выражена.

Распад кластера

Закон Гейгера-Наттолла был даже расширен для описания распада кластера [1], распадов, в которых атомные ядра крупнее гелия выпущены, например кремний и углерод.

Вывод

Простой способ вывести этот закон - рассмотреть альфа-частицу в атомном ядре как частицу в ящике. Частица находится в связанном состоянии из-за наличия потенциала сильного взаимодействия. Он будет постоянно отскакивать от одной стороны к другой, и из-за возможности квантового туннелирования волной через потенциальный барьер, каждый раз, когда он отскакивает, вероятность его побега будет небольшой.

Знание этого квантово-механического эффекта позволяет получить этот закон, включая коэффициенты, путем прямого вычисления. [2] Этот расчет был впервые выполнен физиком Джорджем Гамовым в 1928 году.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-21 13:54:04
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте