Wat is alfa-verval?

Vandaag zullen we praten over wat alfa-verval is en hoe het kan worden uitgelegd in termen van klassieke en alternatieve theorieën. Het bestaan van de materiële wereld is alleen mogelijk omdat de structuren waarvan een stof bestaat, voldoende stabiel zijn. De krachten die de deeltjes in atomen verbinden, vormen de basis voor het bestaan van het gehele universum. Moderne modellen van het atoomapparaat kunnen niet alleen wetten formuleren, maar ook veel waargenomen fenomenen van de microworld verklaren. Binnen het planetaire model in het midden van elk atoom is een kern, die protonen en neutronen in gelijke delen omvat. De verhouding van protonen, neutronen en elektronen wordt weergegeven als 1: 1: 1. Dit lijkt op het eerste gezicht ongelooflijk. In feite is deze afhankelijkheid een gevolg van een van de belangrijkste wetten van het universum: de elektrische lading van het elektron is -1, het proton is +1 en de neutronen, als een unie van de twee kleinere tegengestelde geladen elementen, zijn over het algemeen elektrisch neutraal Vandaar de naam).

Dankzij de Coulomb-krachten stoten de protonen in de kern elkaar, maar de tegenstrijdige sterke interactie houdt de deeltjes bij elkaar. Wat is alfa-verval? Het mechanisme van zijn voorval is heel simpel: als de protonen van elkaar gescheiden worden, dan wordt de kracht van elektro-afstoting groter dan de sterke interactie, die leidt tot de vorming van een lichtere kern en deeltje. De redenen voor de initiële afstand zijn gevarieerd - dit kan zowel externe invloeden als structurele kenmerken van de kern zijn (entropie factor).

De ineenstorting van het wereldbeeld

Tot 1896 werd aangenomen dat de atomen ondeelbaar zijn, en de structuur van elk is kenmerkend van een bepaalde stof. Maar A. Becquerel (soms aangeduid door Rutherford), die uraanzouten bestudeerde, ontdekte het fenomeen radioactiviteit, die twijfel treft aan veel van de postulaten van de atoomtheorie van de tijd. Alpha vervallen is de uitstoot van positief geladen deeltjes - helium-4 kernen. Opgemerkt wordt dat dit proces kenmerkend is voor kernen van zware elementen. Een van de eigenschappen van het alfa-deeltje is de dubbele positieve lading. Dit wordt verklaard door het feit dat er geen twee elektronen in de structuur zijn. De totale lading is dan +2. Alpha-verval werd onderzocht door Rutherford. Hij constateerde dat een dergelijke deeltjesstructuur (2 neutronen + 2 protonen) extreem stabiel is en theoretisch de meeste andere kernen zouden moeten afnemen in soortgelijke deeltjes en kernen van lichtere elementen. Dit gebeurt echter niet. Rutherford stelde voor dat elke nucleaire verandering alleen mogelijk is als er een heliumatoom (alfa-deeltje) of een high-energy elektron (beta-deeltje) erin komt. Vervolgens werd dit bevestigd, maar het duurde tientallen jaren onderzoek en de invoering van een nieuw concept uit het kwantummechanica-gebied - de tunnelovergang.

Overwinning van de barrière

Zoals hierboven vermeld, is een stabiele structuur een alfa-deeltje. De lading is van 2 tot 10 MeV. Om de basis van het atoom door te dringen, is het nodig om de krachten van elektrische afstoting te overwinnen (de protonen zijn immers aanwezig in de kern en het deeltje). Dit is de zeer barrière, waarna de krachten van intranucleaire aantrekkingskracht beginnen te overwegen. De wetten van de microworld verschillen van die waaraan wij gewend zijn, dus in sommige gevallen, om door de muur te gaan, is het niet nodig om het te vernietigen. Via een tunnelovergang is het mogelijk om de barrière te overwinnen. Hoe kleiner het verschil tussen de energie van het deeltje en de kosten van de doorgang, des te hoger de kans om afstoting te overwinnen. Voor de meeste kernen is de mogelijkheid van tunneling zo klein dat ze als stabiele formaties kunnen worden beschouwd. Anderen, onder bepaalde voorwaarden, laten de penetratie van buitenaf (en uitvloeien van binnen) van alfadeeltjes toe.