СЛОВАРЬ ЮНОГО ФИЗИКА

 

АЛЬФА-РАСПАД

 

 

 

 

История открытия и изучения а-распада связана с именем Э. Резерфорда. Он предложил и названия: а-распад, а-частица. Это произошло вскоре после открытия радиоактивности, когда Резерфорд только начал заниматься исследованием излучения солей урана. Опыты показали, что это излучение неоднородно.

 

Одна его часть поглощалась тонкой алюминиевой фольгой, тогда как другая свободно проходила сквозь нее. Ученый назвал их соответственно а- и р-лучами. Немного позднее была обнаружена еще одна составная часть излучения, обозначенная третьей буквой греческого алфавита: у-лучи.

 

На долгие годы а-частицы стали для Резерфорда незаменимым инструментом исследования атомных ядер Ему принадлежит и первенство в выяснении природы а-частиц.

 

Причина устойчивости ядер к а-распаду весьма необычна, и в ее установлении тоже принял участие Резерфорд. Он впервые обратил внимание на то, что а-распад, согласно законам классической физики, не имеет права на существование.

Действительно, а-частица испускается тяжелым ядром и имеет при этом кинетическую энергию не более 10 МэВ. Теперь представим себе, рассуждал Резерфорд, что частица с такой энергией захотела бы проникнуть назад, в глубь ядра. Оказывается, это невозможно. Она не сможет приблизиться к ядру и войти в сферу действия ядерных сил, поскольку этому помешают силы электростатического отталкивания.

 

Выходит, что природа, разрешив прямой процесс (а-распад), запретила обратный (проникновение частицы в ядро). Но во всех явлениях, с которыми до тех пор сталкивались физики, существование первого процесса всегда обусловливало возможность второго. Именно это и вызвало удивление Резерфорда.

 

Объяснение было дано квантовой механикой. В отличие от классической механики она допускает прохождение частицы сквозь барьер — туннельный переход .С помощью туннельного перехода а-частица может попасть в тяжелое ядро. Тогда становится ясно, что с помощью точно такого же перехода осуществляется и а-распад. Квантовая механика восстановила равноправность прямого и обратного процессов и позволила создать теорию а-распада.

 

Вероятность туннельного перехода очень быстро падает с увеличением высоты и ширины потенциального барьера. Она ничтожно мала для многих ядер, и поэтому они не испытывают а-распада. А для а-активных ядер период полураспада (время распада половины ядер) меняется в очень широких пределах — от 7,13 • 108 лет (уран-235) до 3- Ю-7 с (полоний-212), в зависимости от проницаемости барьера.

 

Для естественных радиоактивных изотопов энергия а-частиц лежит в пределах 2—8 МэВ, скорость порядка 107 м/ с, пробег в воздухе — несколько сантиметров.

 

На современных ускорителях заряженных частиц — циклотронах, фазотронах — удается разогнать а-частицы до энергий, в сотни раз больших.

 

Необходимая для получения аморфного состояния скорость охлаждения очень сильно зависит от природы вещества, главным образом от его вязкости: более вязкие расплавы чаще застывают в виде стекол. Так, обычное стекло можно получить просто охлаждением расплава на воздухе. Чистые металлы получить в аморфном состоянии практически невозможно, а некоторые сплавы — можно. При скоростях охлаждения, превышающих миллион градусов в секунду, удалось получить «металлические стекла» — аморфные металлические сплавы (АМС).

Это вещество твердое, но не кристалл. Можно сказать, что оно занимает промежуточное место между кристаллами и газами и в то же время это не жидкость Такое вещество называют аморфным. С ним все знакомы на примере обыкновенного стекла.

 

 

 

 

 

Смотрите также:

 

Основные характеристики ионизирующих излучений.

Эти ядра имеют массу 4 и заряд +2. Они образуются при радиоактивном распаде ядер или
Длина пробега альфа-частиц в воздухе обычно менее 10 см. Так, например
как и гамма-излучение, обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения.

 

Модель атомов. альфа-частицами Э. Резерфорд открыл атомное...

Сначала альфа-частицы захватываются ядром атома алюминия...
У современной физики есть испытанное средство проникать в тайны атомного ядра — обстрелять его частицами или облучить и посмотреть, что с ним произойдет.

 

Радиоактивность. Радиоактивность оказалась привилегией самых...

Это явление определяют как самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного элемента в изотоп другого, при этом происходит испускание электронов, протонов, нейтронов или ядер гелия (альфа-частиц).

 

Слабое взаимодействие. Теория слабого взаимодействия.

Слабое взаимодействие ответственно за распады частиц; и поэтому с его проявлением столкнулись с открытием радиоактивности и исследованием бета-распада (см. 8.1.5).
Но было неопровержимо доказано, что внутри ядер нет таких частиц.