Alfa parchalanish hodisasi

Муаммоли схемалар.
Альфа-спектр нозик струк-

т урасида a₀-энергияси емирилиш
э нергия қийматига мос келса, 0,617
қ олган a₁, a₂...- зарралар энер- 0,492
г иялари мос равишда ўйгониш 0,473
э нергия кадар кичиқ чиқади. 0,327
Баъзи холларда альфа- 0,040
е мирилувчи она ядронинг ўйгон- 0
ган холатидан хосилавий ядро
асосий холатига емирилиш билан 1-расм
рўй бериши мумкин. Бу альфа
зарралар кинетик энергияси ўйгониш энергияси кадар катта бўлади. Бундай альфа-зарралар ўзок чопувчи альфа-зарралар деб аталади
( 2-расм). Бунда a₁, a₂, a ₃ лар 10,746
a ₀-дан ўйгониш энергиялари 10,622
к адар энергиялари ортик. Ўзок 9,675
ч опувчи a-зарралар емирилувчи 8,942
ядронинг емирилиш схемасини
а ниқлаш имкониятини беради.

2-расм

3. 
   Альфа-зарралар интенсивлиги энергиясига боглиқ бўлиб энергияси ошиши билан интенсивлиги кескин ошаборади.
   
4. 
   Альфа табиий радиоактив изотоплардан чиқувчи a-зарралар энергиялари 4 МЭВ a<9 МЭВ оралигида, бу ядроларнинг ярим емирилиш даврлари Т_1/2 эса 3*10^-7с1/2<5*10¹⁵ й оралигида. Альфа- зарралар кинетик энергиялари нисбати 2,5 марта ўзгарса, ярим емирилиш даврлари нисбати 10²⁴ маротаба ўзгаради. Лекин шундай катта фарқ бўлишига қарамасдан альфа-емирилиш даври билан энергияси ўртасидаги алоқадорлик мавжуд. Альфа-зарра энергияси 1% камайса ярим емирилиш даври 10 маротаба ошади, агар энергия 10% камайса ярим емирилиш даври 2-3 тартибга ўзгаради. Тажриба натижаларига асосланиб бу богланишни 1911-1922 йиллар Гейгер-Неттоллар аниқлаганлар.
   

(7)
Бу ерда: l-емирилиш доимийси,
А, В – доимий сонлар (радиоактив оилаларга хос бўлган ўзгармас сон)
R_a-a-зарранинг хавода чопиш масофаси.
Альфа зарранинг хавода чопиш масофаси кинетик энергияси оркали R_см=0,3Т_a^3/2МЭВ ифодаланади. У холда (7) ифодани
(8)
кўринишда ёзамиз.
(8) Гейгер-Неттол формуласи ахамияти шундаки, узоқ яшовчи альфа-емирилувчи ядроларнинг ярим емирилиш вақтини бевосита ўлчаш мумкин бўлмаган ядроларда бу ядролардан чиқаётган a-зарралар кинетик энергиясига кўра емирилиш вақтини аниқлаш мумкин.

5. 
   Алфа-емирилиш энергияси масса сонига боглиқ бўлиб, масса сонининг ошиши билан энергияси ошиб боради, бу ўзгаришда иккита максимум қиймати учрайди: 3-расм, бири А=145 да, иккинчиси А=212 атрофида. Биринчи холда нейтронли яқинида иккинчи холда эса протонлар сони z=82 ва нейтронлар сони N=126 бўлган магик ядролар атрофида кўзатилади. Маьлумки қобиқли моделга кўра 126 ва 82 сонлари тўлдирилган нейтрон ва протон қобиқларига тўгри келади; тўлдирилган нейтрон ва протонларига эга бўлган ядролар кўшни ядроларга нисбатан энг катта богланиш энергиясига эга бўлади. Шунинг учун ана шу ядроларнинг альфа-емирилишида максимал энергия ажралиб чиқади. (Магик сонларга тугри келувчи ядроларда богланиш энергия катта массаси кичиқ дастлабки a-емирилувчи ядро магик ядро бўлса, хосила ядро массалари фарқи ошади, бу эса емирилиш энергияси ошишига ўз навбатида альфа-энергияси ошишига олиб келади).
   

Е_a
МЭВ
6

4

2
140 А
0

-2
-4

80 100 120 160 200 220 240 А

3-расм

Альфа энергиясининг масса сони А ошиши билан ўсиб боришлигини томчи моделига кўра кулон энергияси ошишлиги бу билан богланиш энгергиясининг камайиб, массасини ошиб боришлиги билан тушунтириш мумкин. Яьни дастлабки ядрода хосила ядрога қараганда заряд катта кулон энергияси катта богланиш энергияси кичиқ, массаси эса ошиб бораберади. Альфа зарралар энергияси ошиб боришлигини солиштирма богланиш энергиясига кўра тушин-тириш мумкин. Солиштирма богланиш энергиясини масса сонига боглиқлик графигидан кўриниб турибдики, ўта огир ядроларда қарийб 5,5 МЭВ тўгри келади. Бу деган сўз, огри ядродан бир протон ёки бир нейтронни ажратиб олиш учун ядрога 5,5 МЭВ энергия бериш зарур, демакдир. Агар икки протон икки нейтронни биттадан ажратиб олиш лозим бўлса, ядрога 22 МЭВ га яқин энергия беришга тўгри келади. Иккинчи томондан, маълумки, альфа-зарранинг богланиш энергияси 28 МЭВ иборат. Борди-ю, бу зарралар биттадан эмас, балки бирлашган холда альфа-зарралар шаклида чиқса, у холда 6 МЭВ соф энергия кўлга киритилган бўлур эди, чунки биз 22 МЭВ энергия кўшиб, 28 МЭВ энергия олишимиз керак эди. Шундай қилиб, бундай ядро протон ёки нейтрон чиқариш бўйича барқарор бўлишига қарамай, альфа-зарралар чиқариш хусусида хали хам баркарор эмас, чунки альфа-зарралар чиққанда хар доим карийб 6 МЭВ дан иборат мусбат энергия ажралиб чиқади. Барқарор бўлмаган огир ядроларнинг 4 дан 9 МЭВ гача энергияга эга бўлган альфа-зарралар чиқариб емирилишининг боиси хам шундадир.
Альфа-емирилиш энергиясининг ер ноёб элементларида кичиқ ~2 МЭВ, огир ядроларда (4-9) МЭВ гача ошиб боришлиги масса сони кичиқ бўлганда радиуси ва кулон тўсиги кичиқ бўлишлиги, А ошиши билан бу катталикларнинг ошиб боришлиги сабабли деб тушунтирилади.