Какво е алфа разпад?

Днес ще говорим за това какво е алфа разпад и как може да бъде обяснено по отношение на класически и алтернативни теории. Съществуването на материалния свят е възможно само защото структурите, от които се състои всяко вещество, са достатъчно стабилни. Силите, свързващи частиците в атомите, са основата, която осигурява съществуването на цялата вселена. Съвременните модели на атомното устройство позволяват не само да се формулират закони, но и да се обяснят много наблюдавани явления на микросвета. В планетарния модел в центъра на всеки атом е ядрото, което включва протони и неутрони в равни части. Съотношението на протоните, неутроните и електроните е представено като 1: 1: 1. Това само на пръв поглед изглежда невероятно, всъщност тази зависимост е следствие от един от ключовите закони на Вселената: електричество електронно зареждане е равен на -1, протонът +1 и неутроните, представляващи съединението на два по-малки противоположно заредени елемента, обикновено са неутрални по електронен път (между другото, оттук и името).

Благодарение на силите на Кулон, протоните в ядрото се отблъскват, но са противодействие силно взаимодействие поддържа частиците заедно. Какво е алфа разпад? Механизмът на появата му е много прост: ако протоните са отделени един от друг, силата на електро-отблъскването става по-голяма от силното взаимодействие, което води до образуването на по-лека сърцевина и частици. Причините за началното разстояние варират - те могат да бъдат както външни влияния, така и характеристики на структурата на ядрото (фактор на ентропията).

Сривът на мирогледа

До 1896 г. се смяташе, че атомите са неделими и структурата на всеки от тях е характерна за определено вещество. А. Бекверел (понякога посочен от Ръдърфорд), който учи уранови соли, открива явлението радиоактивност, което поставя под съмнение много от постулатите на атомната теория на времето. Алфа разпадът е емисия на положително заредени частици - хелий-4 ядра. Трябва да се отбележи, че този процес е характерен главно на ядрото на тежките елементи. Една от характеристиките на алфа частицата е нейната двойна положителна заряд. Това се обяснява с факта, че в структурата няма два електрона. Общата такса е +2. Алфа разпадът е изследван от Ръдърфорд. Той установи, че такава структура от частици (2 неутрона + 2 протона) е изключително стабилна и теоретично повечето други ядра ще трябва да се разпадат на подобни частици и ядра на по-леките елементи. Това обаче не се случва. Ръдърфорд предположи, че всяка ядрена промяна е възможна само ако в нея навлезе хелиев атом (алфа частица) или високоенергиен електронен (бета частица). Впоследствие това се потвърждава, но са необходими десетки години изследвания и въвеждането на нова концепция от областта на квантовата механика - преходът на тунелите.

Преодоляване на бариерата

Както бе споменато по-горе, стабилна структура е алфа-частица. Зарядът му е от 2 до 10 MeV. За да проникне в основата на атома, е необходимо да се преодолеят силите на електричното отблъскване (в края на краищата, протоните присъстват в сърцевината и частиците). Това е най-голямата бариера, след която започват да доминират силите на вътрешно ядрото привличане. Законите на микроскопа се различават от онези, с които сме свикнали, така че в някои случаи, за да премине през стената, не е необходимо да се унищожава. Чрез тунелно кръстовище е възможно да се преодолее бариерата. Колкото по-малка е разликата между енергията на частицата и цената на преминаване, толкова по-голяма е вероятността за преодоляване на отблъскването. За повечето ядра, възможността за тунелиране е толкова малка, че те могат да се считат за стабилни формации. Други, при определени условия, позволяват проникване от външната страна (и изтичане отвътре) на алфа частици.