Klyngeradioaktivitet

Klyngeradioaktivitet , klyngehenfald  - fænomenet med spontan emission af nukleare fragmenter (klynger) fra kerner, der er tungere end α-partikler .

På nuværende tidspunkt er 25 kerner fra 114 Ba til 241 Am (næsten alle er tunge) blevet opdaget eksperimentelt, der udsender klynger af 14 C, 20 O, 24 Ne, 26 Ne, 28 Mg, 30 Mg, 32 Si og 34 Si-typer fra grundtilstandene. . Energierne af den relative bevægelse af den udgående klynge og datterkernen Q varierer fra 28 til 94 MeV og viser sig i alle tilfælde at være mærkbart mindre end den potentielle barrierehøjde VB . Således skyldes klyngehenfald, ligesom alfa-henfald , tunneleffekten  - passagen af ​​en partikel gennem en potentiel barriere forbudt i klassisk fysik .

Klynge henfald kan ses som en proces, på en måde, mellemliggende mellem alfa henfald og spontan nuklear fission.

Klyngeradioaktivitet blev opdaget i 1984 af forskere ved Oxford University , som registrerede emissionen af ​​en kulstof 14 C - kerne fra en radium 223 Ra -kerne , som i gennemsnit fandt sted én gang ud af en milliard (10 9 ) alfa-henfald. [en]

Kendte klyngehenfald og deres sandsynligheder med hensyn til hovedhenfaldstilstanden for moderkernen er angivet i tabellen. [2]

moder kerne Afgående klynge Relativ sandsynlighed for henfald
114 Ba 12C _ ~3,0⋅10 −5
221Fr _ 14C _ 8.14⋅10 −13
221 Ra 14C _ 1⋅10 −12
222 Ra 14C _ 3,07⋅10 −10
223 Ra 14C _ 8,5⋅10 −10
224 Ra 14C _ 6,1⋅10 −10
226Ra _ 14C _ 2,9⋅10 −11
225 AC 14C _ 6⋅10 −12
228th _ 20 O
Ne
1⋅10 −13
 ?
230th _ 24 Ne 5,6⋅10 −13
231Pa _ 23 F
24 Ne
9,97⋅10 −15
1,34⋅10 −11
232 U 24 Ne
28 Mg
2⋅10 −12
1,18⋅10 −13
233 U 24 Ne
25 Ne
28 Mg
7⋅10 −13
 
1,3⋅10 −15
234 U 28 Mg
24 Ne
26 Ne
1⋅10−13 9⋅10−14
_ _
 
235 U 24 Ne
25 Ne
28 Mg
29 Mg
8⋅10 −12
 
1,8⋅10 −12
236 U 24 Ne
26 Ne
28 Mg
30 Mg
9⋅10−12 2⋅10−13
 
_ _
236 Pu 28 mg 2⋅10 −14
238 Pu 32 Si
28 Mg
30 Mg
1,38⋅10-16 5,62x10-17
_ _
 
240 Pu 34 Si 6⋅10 −15
237Np _ 30 mg 1,8⋅10 −14
241 om morgenen 34 Si 2,6⋅10 −13
242 cm _ 34 Si 1⋅10 −16

Klyngehenfald er kinematisk tilladt for et meget større antal tunge isotoper, men sandsynligheden er i de fleste tilfælde så lille, at det er uden for rækkevidde af rigtige eksperimenter. Dette er forårsaget af et eksponentielt fald i permeabiliteten af ​​den potentielle barriere med en stigning i dens bredde og/eller højde.

Noter

  1. Rose, HJ og Jones, GA En ny slags naturlig radioaktivitet   // Nature . - 1984. - 19. januar ( bind 307 ). - S. 245-247 . - doi : 10.1038/307245a0 .
  2. Baum, E.M. et al. (2002). Nuklider og isotoper: Kort over nukliderne 16. udgave. Knolls Atomic Power Laboratory (Lockheed Martin).

Se også