Що таке альфа розпад

Сьогодні ми поговоримо про те, що ж таке альфа розпад і як його можна пояснити з точки зору класичної та альтернативної теорій. Існування матеріального світу можливе лише завдяки тому, що структури, з яких складається будь-яка речовина, мають достатню стійкість. Сили, що зв`язують частинки в атомах воєдино, є основою, що забезпечує існування всього Всесвіту. Сучасні моделі атомного пристрої дозволяють не тільки формулювати закони, а й пояснювати багато спостережувані явища мікросвіту. В рамках планетарної моделі в центрі кожного атома знаходиться ядро, що включає в себе протони і нейтрони в рівних частках. Співвідношення протонів, нейтронів і електронів представляється як 1: 1: 1. Це тільки на перший погляд здається неймовірним, насправді ж дана залежність є наслідком одного з ключових законів світобудови: електричний заряд електрона дорівнює -1, протона +1, а нейтрони, будучи об`єднанням двох дрібніших протилежно заряджених елементів, в цілому електронейтральні (до речі, звідси й назва).

Завдяки кулонівським силам протони в ядрі відштовхуються один від одного, але уравновешивающее сильна взаємодія утримує частинки разом. Що ж таке альфа розпад? Механізм його виникнення дуже простий: якщо протони віддаляються один від одного, то сила електроотталківанія стає більше сильної взаємодії, що призводить до утворення більш легкого ядра і частинки. Причини первісного віддалення різноманітні - це можуть бути як зовнішні впливи, так і особливості будови ядра (фактор ентропії).

Крах світогляду

До 1896 року вважалося, що атоми неподільні, а будова кожного характерно для будь-якого певного речовини. Але А. Беккерель (іноді вказується Резерфорд), який вивчав солі урану, виявив явище радіоактивності, чим поставив під сумнів багато постулати атомної теорії того часу. Альфа розпад являє собою випускання позитивно заряджених частинок - ядер гелію-4. Помічено, що цей процес характерний насамперед для ядер важких елементів. Однією з особливостей альфа частинки є її подвійний позитивний заряд. Це пояснюється тим фактом, що в структурі відсутні два електрона. Загальний заряд при цьому виходить рівним +2. Альфа розпад вивчав Резерфорд. Він визначив, що така структура частинки (2 нейтрона + 2 протона) вкрай стійка і, теоретично, більшість інших ядер мали б розпадатися на подібні частинки і ядра більш легких елементів. Однак цього не відбувається. Резерфорд припустив, що будь ядерне зміна можлива тільки при попаданні в нього атома гелію (альфа частинки) або високоенергетичного електрона (бета частки). Згодом це підтвердилося, однак потрібні десятки років досліджень і введення нового поняття з області квантової механіки - тунельного переходу.

Подолання бар`єру

Як зазначалося вище, стійка структура - альфа частинка. Заряд її становить від 2 до 10 МеВ. Для того щоб вона змогла проникнути в основу атома, необхідно подолати сили електричного відштовхування (адже протони присутні в ядрі і частці). Це і є той самий бар`єр, після проходження якого переважати починають уже сили внутрішньоядерної тяжіння. Закони мікросвіту відрізняються від звичних нам, тому в деяких випадках для того, щоб пройти крізь стіну, зовсім не обов`язково її руйнувати. За допомогою тунельного переходу можливе подолання бар`єру. Чим менше різниця між енергією частинки і витратами на проходження, тим вище ймовірність подолання відштовхування. Для більшості ядер можливість тунельного переходу настільки мала, що їх можна вважати стійкими утвореннями. Інші ж, за певних умов, дозволяють проникнення ззовні (і відтік зсередини) альфа часток.