Protonhenfald ( protonemission , protonradioaktivitet ) er en af de typer radioaktivt henfald , hvor atomkernen udsender en proton .
( A , Z ) → ( A − 1, Z − 1) + p .Protonhenfald må ikke forveksles med protonhenfald , en hypotetisk proces, der ikke bevarer baryontallet .
Protonhenfald kan forekomme fra høje exciterede tilstande i kernen efter beta-henfald (i hvilket tilfælde processen kaldes beta-forsinket protonhenfald) eller fra grundtilstanden (eller lavtliggende isomertilstand ) af meget protonrige kerner; i sidstnævnte tilfælde ligner processen meget alfa-henfald . Protonhenfald konkurrerer normalt med de typiske beta-henfaldsmåder for indfangning af protonrig kerne- elektronindfangning og positronhenfald .
For at protonen kan forlade kernen, skal protonseparationsenergien være negativ – i dette tilfælde er protonen ikke bundet og tunneler ud af kernen gennem Coulomb-barrieren på en begrænset tid. Protonemission observeres ikke i nuklider, der findes i naturen; kerner, der henfalder gennem denne kanal, kan frembringes ved nukleare reaktioner , normalt ved hjælp af en partikelaccelerator .
Selvom øjeblikkelig (dvs. ikke beta-forsinket) protonemission blev observeret fra den isomere tilstand af cobalt-53 så tidligt som i 1969 [1] , blev andre sådanne protonemitterende tilstande først fundet i 1981 , hvor protonradioaktiviteten i grundtilstanden af lutetium-151 og thulium -147 blev opdaget i forsøg ved Center for Heavy Ion Research (GSI) i Vesttyskland [2] [3] . Efter dette gennembrud begyndte forskningen på dette område at udvikle sig hurtigt, og i dag er der blevet opdaget mere end 25 isotoper, som henfalder fra jordens (eller isomere) tilstand gennem denne kanal [4] . Studiet af protonhenfald bidrog til studiet af deformationer, masse og struktur af kerner. Denne proces er et rent eksempel på kvantetunnelering (i modsætning til alfa-henfald, hvor sandsynligheden for henfald er noget maskeret af sandsynligheden for dannelse af en alfa klynge i kernen og andre sidefaktorer).
I 2002 blev processen med samtidig emission af to protoner ( to-proton henfald ) forudsagt i 1991 [5] observeret for første gang . Det blev opdaget i jern-45 isotopen i eksperimenter ved GSI og GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds, nær Caen , Frankrig). I 2005 blev det eksperimentelt opdaget, at zink-54 også gennemgår to-proton-henfald. I øjeblikket er to-proton-henfald blevet påvist i 13 nuklider [4] .