Forgreningsfaktor (fysik)

Forgreningsfaktoren  er den relative sandsynlighed for henfald af et kvantemekanisk system (partikel, atomkerne, exciteret tilstand af et atom eller molekyle osv.) langs en given henfaldskanal [1] [2] . Forgreningsfaktoren er lig med forholdet mellem den partielle henfaldskonstanten for en given kanal og den totale henfaldskonstanten: r i = λ i / λ . For eksempel kan radioaktivt kalium-40 gennemgå radioaktivt henfald gennem tre kanaler [3] :

Den første henfaldskanal er karakteriseret ved en forgreningsfaktor på 89,28 ± 0,13 % . For de sidste to kanaler (med dannelsen af ​​argon-40) er den samlede målte forgreningsfaktor 10,72 ± 0,13 % . Det er også kendt, at forgreningsfaktoren for den tredje sjældneste kanal er 0,001%. Ud af 100.000 henfald af kalium-40 sker der således i gennemsnit omkring 89.280 henfald med emission af en elektron, omkring 10.720 henfald med indfangning af en orbital elektron og kun et henfald med emission af en positron.

At kende forgreningskoefficienterne r i og den totale halveringstid T 1/2 af systemet gør det muligt for en bestemt henfaldskanal at bestemme den partielle halveringstid T ( i )
1/2(eller delvis levetid τ i = 1 / λ i = T( i )
1/2/ ln2 ):

T( i )
1/2= T 1/2 / r i , τ i = τ / r i ,

hvor τ = 1 / λ er systemets samlede levetid, når henfald gennem alle kanaler tages i betragtning. Det er klart, at den partielle halveringstid altid er større end eller lig med den totale halveringstid (fordi forgreningsfaktoren, som enhver sandsynlighed, per definition er et tal mellem nul og en). Halveringstiden for kalium-40 er således 1,248 milliarder år [3] ; derfor er den partielle halveringstid af β - kanalen lig med T(β - )
1/2T _ _ _ _ _ _(εe + )
1/2= T 1/2 / 0,1072 ≈ 11,64 milliarder år .

Noter

  1. ↑ IUPAC Gold Book internetudgave: " branching fraktion ".
  2. ↑ Forgreningsfaktor // TERMOATOM. Terminologisk ordbog om atomvidenskab og teknologi. Arkiveret 17. juni 2022 på Wayback Machine NATIONAL RESEARCH NUCLEAR UNIVERSITY MEPhI. Russian National INIS Center - IAEA, Moskva, 2019
  3. ↑ 1 2 Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020-evalueringen af ​​nukleare egenskaber  // Kinesisk fysik  C. - 2021. - Bd. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .Åben adgang