Radioactivitate cluster

Radioactivitatea cluster (numită și emisie spontană de ioni grei sau dezintegrare exotică) este un tip de dezintegrare nucleară în care un nucleu părinte cu număr de masă A, având A nucleoni dintre care Z sunt protoni, emite un nucleu (cluster) cu N_e neutroni și Z_e protoni, mai greu decât o particulă alfa dar mai ușor decât un fragment de fisiune nucleară. În urma dezintegrării rezultă un nucleu emis (cluster) și un alt nucleu având numărul de masă A_d = A - A_e și numărul atomic Z_d = Z - Z_e, unde A_e = N_e + Z_e.^[1] De exemplu:

\mathrm {~_{88}^{223}Ra} \rightarrow \mathrm {~_{6}^{14}C} +\mathrm {~_{82}^{209}Pb}

Acest mod de dezintegrare rar a fost observat pînă în prezent mai ales în nuclee care emit în mod predominant particule alfa, astfel că fenomenul este însoțit de un fond imens de particule alfa (cel puțin un miliard pentru fiecare cluster emis).^[2]

Raportul de ramificare față de dezintegrarea alfa

B=T_{a}/T_{c}

este foarte mic (a se vedea Tabelul de mai jos). T_a și T_c sunt perioadele parțiale de înjumătățire ale nucleului părinte față de dezintegrarea alfa și respectiv radoactivitatea cluster. Cele două procese, ca și fisiunea nucleară sunt fenomene care au loc prin efectul tunel cuantic: clusterul pătrunde bariera de potențial.

Teoretic orice nucleu cu Z > 40 a cărui energie eliberată, Q, este pozitivă, poate fi un emițător spontan de clusteri. In practică, însă, observarea experimentală este limitată de către stadiul actual al tehnicii care cere ca durata de viață să fie sub 10³² s iar r10³² s,aportul de ramificare B > 10 ⁻¹⁷.

În absența unei „pierderi” de energie pentru deformarea și excitarea fragmentelor (ca în cazul fisiunii), energia cinetică totală egală cu valoarea Q-ului se împarte între nucleul emis și nucleul fiică invers proporțional cu masele lor,

E_{k}=QA_{d}/A

cum rezultă din legea de conservare a impulsului. A_d este numărul de masă al nucleului A_d = A – A_e.

^ Dorin Poenaru, Walter Greiner, Cluster Radioactivity, Ch. 1 of Clusters in Nuclei I. Lecture Notes in Physics 818 (Springer, Berlin, 2011), Ed. C. Beck, pp. 1–56, ISBN 978-3-642-13898-0.
^ D. N. Poenaru, W. Greiner, in Nuclear Decay Modes (Institute of Physics Publishing, Bristol, 1996) ISBN 0-7503-0338-7

[1] Dorin Poenaru, Walter Greiner, Cluster Radioactivity, Ch. 1 of Clusters in Nuclei I. Lecture Notes in Physics 818 (Springer, Berlin, 2011), Ed. C. Beck, pp. 1–56, ISBN 978-3-642-13898-0.

[2] D. N. Poenaru, W. Greiner, in Nuclear Decay Modes (Institute of Physics Publishing, Bristol, 1996) ISBN 0-7503-0338-7

[1]

[2]

Our website is made possible by displaying online advertisements to our visitors. Please consider supporting us by disabling your ad blocker.

Radioactivitate cluster

Our website is made possible by displaying online advertisements to our visitors.
Please consider supporting us by disabling your ad blocker.