Закон Гейгера – Наттолла - Geiger–Nuttall law
В ядерной физике , то закон Гейгера-Nuttall или Гейгера-Nuttall правило связывает константу распада в виде радиоактивного изотопа с энергией альфа - частиц , испускаемых. Грубо говоря, в нем говорится, что короткоживущие изотопы испускают больше энергичных альфа-частиц, чем долгоживущие.
Это соотношение также показывает, что период полураспада экспоненциально зависит от энергии распада, так что очень большие изменения периода полураспада приводят к сравнительно небольшим различиям в энергии распада и, следовательно, энергии альфа-частиц. На практике это означает, что альфа-частицы всех альфа-излучающих изотопов с разницей в периоде полураспада на много порядков величины, тем не менее, имеют примерно одинаковую энергию распада.
Сформулированный в 1911 году Хансом Гейгером и Джоном Митчеллом Наттоллом как связь между постоянной распада и диапазоном альфа-частиц в воздухе, закон Гейгера-Наттолла в своей современной форме имеет вид
где λ - постоянная распада ( λ = ln2 / период полураспада ), Z - атомный номер , E - полная кинетическая энергия (альфа-частицы и дочернего ядра), а a 1 и a 2 - константы . Закон лучше всего работает для ядер с четным атомным номером и даже атомной массой. Тенденция все еще существует для четно-нечетных, нечетно-четных и нечетно-нечетных ядер, но не так ярко выражена.
Кластер распадается
Закон Гейгера-Наттолла был даже расширен для описания кластерных распадов [1] , распадов, при которых высвобождаются атомные ядра крупнее гелия, например кремний и углерод.
Вывод
Простой способ вывести этот закон - рассматривать альфа-частицу в атомном ядре как частицу в ящике . Частица находится в связанном состоянии из-за наличия потенциала сильного взаимодействия . Он будет постоянно отскакивать от одной стороны к другой, и из-за возможности квантового туннелирования волной через потенциальный барьер, каждый раз, когда он отскакивает, вероятность его побега будет небольшой.
Знание этого квантовомеханического эффекта позволяет получить этот закон, включая коэффициенты, прямым расчетом. [2] Этот расчет был впервые выполнен физиком Джорджем Гамовым в 1928 году.