Bajardi: H. To’ychiyeva Ilmiy rahbar

Erkin neytron yemirilishi
Yadro tashqarisida erkin neytronlar beqaror va a ga ega umrni anglatadi ning   (taxminan 14 daqiqa, 40 soniya); shuning uchun yarim hayot bu jarayon uchun (bu o'rtacha umr ko'rish koeffitsienti bilan farq qiladi  ) 610.1±0,7s (taxminan 10 daqiqa, 10 soniya). Bu parchalanish faqat protonning massasi neytronnikidan kam bo'lgani uchun mumkin. Massa-energetik ekvivalentligi bo'yicha, neytron protonga aylanib shu tarzda pastroq energiya holatiga erishadi. Yuqorida tavsiflangan neytronning beta-parchalanishini, bilan belgilash mumkin radioaktiv parchalanish:

qayerda p⁺, e⁻ va ν_e proton, elektron va antineutrino navbati bilan belgilang, erkin neytron uchun esa parchalanish energiyasi bu jarayon uchun (neytron, proton va elektron massalari asosida) 0,782343 MeV ni tashkil qiladi. Beta-parchalanish elektronining maksimal energiyasi (neytrinoning yo'qolib boradigan oz miqdordagi kinetik energiyani olish jarayonida) 0,782 ± 0,013 MeV da o'lchangan. So'nggi son neytrinoning nisbatan kichik miqdordagi tinchlanish massasini aniqlash uchun etarli darajada o'lchanmagan (nazariyada bu maksimal elektron kinetik energiyadan chiqarilishi kerak), shuningdek neytrin massasi boshqa ko'plab usullar bilan cheklangan.

Kichkina fraktsiya (1000 dan bittasi) erkin neytronlar xuddi shu mahsulotlar bilan parchalanadi, lekin qo'shimcha gamma nurlari shaklida qo'shimcha zarrachani qo'shadi:

Ushbu gamma nurni "ichki" deb hisoblash mumkin dilshodbek"bu chiqadigan beta-zarrachaning proton bilan elektromagnit o'zaro ta'siridan kelib chiqadi. Ichki bremsstrahlung gamma-nur ishlab chiqarish, shuningdek, bog'langan neytronlarning beta-parchalanishining kichik xususiyatidir (quyida muhokama qilinganidek).

Sxematikning atomning yadrosi ko'rsatuvchi β⁻ nurlanish, yadrodan tez elektron chiqishi (unga qo'shiladigan antineutrino chiqarib tashlangan). Yadro uchun Rezerford modelida qizil sharlar musbat zaryadga ega protonlar va ko'k sharlar aniq zaryadsiz elektronga mahkam bog'langan protonlar edi.

Ichki qism erkin neytronning beta-parchalanishini bugungi kunda tushunilganidek ko'rsatadi; bu jarayonda elektron va antineutrino hosil bo'ladi.
Neytron parchalanishining juda oz sonli qismi (millionga to'rttasi) "ikki tanali (neytron) parchalanishi" deb nomlanadi, ularda proton, elektron va antineutrino odatdagidek ishlab chiqariladi, ammo elektron zarur bo'lgan 13,6 eV ni topa olmaydi. protondan qochish uchun energiya ( ionlanish energiyasi ning vodorod), va shuning uchun unga neytral sifatida bog'langan bo'lib qoladi vodorod atomi ("ikkita tanadan" biri). Ushbu turdagi erkin neytron yemirilishida deyarli barcha neytronlar parchalanish energiyasi antineutrino (boshqa "tanasi") tomonidan olib boriladi. (Vodorod atomi yorug'lik tezligidan atigi (parchalanish energiyasi) / (vodorodning tinchlanish energiyasi) barobar ko'pi bilan 250 km / s tezlikda orqaga qaytadi.)
Erkin protonni neytronga (ortiqcha pozitron va neytrino) aylantirish energetik jihatdan imkonsizdir, chunki erkin neytron erkin protonga qaraganda katta massaga ega. Ammo proton va elektron yoki neytrinoning yuqori energiyali to'qnashuvi natijasida neytron paydo bo'lishi mumkin.

Bog'langan neytron yemirilishi

Erkin neytronning yarim umri taxminan 10,2 minut bo'lsa, yadrolarning ko'pgina neytronlari barqaror. Ga ko'ra yadroviy qobiq modeli, a ning protonlari va neytronlari nuklid a kvant mexanik tizimi diskret tarzda tashkil etilgan energiya darajasi noyob bilan kvant raqamlari. Neytron parchalanishi uchun hosil bo'lgan proton boshlang'ich neytron holatiga qaraganda past energiyada mavjud bo'lgan holatni talab qiladi. Barqaror yadrolarda mumkin bo'lgan quyi energiya holatlari to'ldiriladi, ya'ni ularning har birini ikkita proton egallaydi aylantirish yuqoriga va pastga aylaning. Paulini istisno qilish printsipi shuning uchun neytronning barqaror yadrolar ichida protonga parchalanishiga yo'l qo'ymaydi. Vaziyat atomlarning elektronlariga o'xshaydi, bu erda elektronlar ajralib turadi atom orbitallari va emissiya darajasi past bo'lgan energetik holatlarga parchalanishining oldi olinadi foton, istisno qilish printsipi bo'yicha.
Barqaror bo'lmagan yadrolardagi neytronlar parchalanishi mumkin beta-parchalanish yuqorida tavsiflanganidek. Bunday holda, parchalanish natijasida hosil bo'lgan proton uchun energetik jihatdan ruxsat etilgan kvant holati mavjud. Ushbu yemirilishning bir misoli uglerod-14 (6 proton, 8 neytron) ga parchalanadi azot-14 (7 proton, 7 neytron) yarim parchalanish davri taxminan 5 yil.
Yadro ichida proton orqali neytronga aylanishi mumkin teskari beta-parchalanish, agar neytron uchun energetik jihatdan ruxsat etilgan kvant holati mavjud bo'lsa. Ushbu o'zgarish pozitron va elektron neytrinoning chiqishi natijasida sodir bo'ladi:

Protonni yadro ichidagi neytronga aylantirish orqali ham mumkin elektronni tortib olish:

Haddan tashqari neytronlarni o'z ichiga olgan yadrolarda neytronlar tomonidan pozitron tutilishi ham mumkin, ammo to'sqinlik qiladi, chunki pozitronlar musbat yadro tomonidan tez qaytariladi va tezda yo'q qilish elektronlarga duch kelganda.