V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
*) Může vzniknout otázka, proč těžkých jader jsou emitovány právě částice αş4He2 třebas jednotlivé protony, neutrony,
deuterony, jádra 3He2? Příčinou velká vazbová energie částice úniku pole jádra potřebuje částice určitou kinetickou
energii. Základní schéma radioaktivity α. Emise jednotlivých nukleonů však
nastává silně excitovaných jader. Spektrometrickým měřením řady α-radionuklidů bylo zjištěno, čím kratší poločas
rozpadu daný radionuklid, tím vyšší energie emitovaného záření Tuto závislost mezi poločasem rozpadu T1/2,
resp. tunelovým efektem překoná
potenciálovou bariéru vazbové energie jádra vyletí ven jakožto částice *).2 Radioaktivita
Obr. Nestačí dostatečně vyrovnat vzájemné odpuzování
protonů, které dlouhý dosah (klesá čtvercem vzdálenosti).2008 12:13:25]
.cz/JadRadFyzika2.
Spektrum záření a
Částice odnáší rozdíl energií mezi mateřským dceřinným jádrem [m(Z,N)-m(Z-2,N-4)].2. Dceřinná jádra α-
rozpadu bývají často rovněž radioaktivní β), zpravidla tvoří celé radioaktivní řady (viz §1.2.
http://astronuklfyzika.RNDr.c2 -
spektrum záření čárové.htm (11 36) [15. Aby radioaktivitě mohlo dojít, musí být
splněna hmotnostně~energetická podmínka m(Z-2,N-4) m(α) m(Z,N), kde m(Z,N) hmotnost
jádra protonovým číslem nukleonovým číslem m(α)şm(2,4) klidová hmotnost částice α.
Příkladem radioaktivity alfa může být α-rozpad rádia 226Ra88 222Rn86 4He2(şα) radon 222. Jednotlivé nukleony většinou nemají dostatečnou energii dispozici, zatímco emise silně vázané částice (jejíž hmotnost
je dostatečně menší než hmotnost nukleonů nichž skládá) energeticky výhodnější.1.10. Toho využijí některé nukleony, které "zkuplují" tak,
že protony neutrony vytvoří lokální silněji vázanou "buňku", která pak tzv.2. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.1.4 "Radionuklidy").c2, který konstantní -
všechny částice při přeměnách daného druhu jádra mají stejné kinetické energie [m(Z,N)-m(Z-2,N-4)-m(α)]. 1. Kromě
toho jsou dceřinná jadra α-rozpadu většinou excitovaném stavu, takže jejich dexcitace doprovázena zářením
gama (viz níže "Radioaktivita gama"). Analýzou průchodnosti této potenciálové
bariéry tunelovým efektem lze odvodit zmíněnou Geigerovu-Nutallovu závislost mezi energií poločasem. rozpadovou konstantou (ln2)/T1/2, energií záření udává Geiger-Nutallův vztah: kde a
B jsou konstanty. Tato empirická závislost dobře koresponduje mechanismem rozpadu tunelovým jevem vyzáření
částice zmíněným níže.
Mechanismus rozpadu a
V pravé části obr.
Z mateřského jádra nukleony protony částice odnáší 2protony 2neutrony, takže vzniklé
dceřinné jádro bude mít N-4 nukleony Z-2 protony Mendělejevově periodické tabulce prvků bude
posunuto místa doleva směrem jednodušším prvkům.2 ideově znázorněn mechanismus vyzáření částice Můžeme zjednodušeně představit tak,
že těžké jádro více než 210 nukleony již tak velké, celkové přitažlivé pole silných interakcí, díky svému krátkému
dosahu, již nepůsobí dostatečně silně periferních oblastech jádra
