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.
Energetická bilance jader dobře vysvětlit slupkovým modelem struktury atomového jádra, diskutovaným v
předchozím §1. Změříme-li však
skutečné spektrum záření dostaneme jiný výsledek: spektrum bude spojité*) energie EA- bude
končit. Tento rozdíl vždy konstantní,
takže všechny elektrony měly vylétat stejnou kinetickou energií [m(Z,N)-m(Z+1,N)-me].
Po některých počátečních pochybnostech platnosti zákona zachování energie pro radioaktivitu β
(tyto pochybnost zpočátku vyslovil N. Byl pozorován např.cz/JadRadFyzika2.1914 J. Celkově musí být splněna
hmotnostně~energetická podmínka m(Z,N)>m(Z+2,N)+2me zároveň situace, kdy normální rozpad beta nemůže
proběhnout buď m(Z,N)<m(Z+1,N)+me, nebo uplatňuje nějaký mechanismus jeho "znevýhodnění".2008 12:13:25]
.Bohr) přišlo následující řešení: kromě elektronu vylétá jádra
současně ještě další (zatím nepozorovaná) velmi lehká elektricky neutrální částice která odnese
patřičnou kinetickou energii, niž "podělí" vylétajícím elektronem, souladu zákonem zachování
http://astronuklfyzika.2.
Dvojný rozpad b
U některých jader byl zaznamenán vzácný typ radioaktivity beta tzv. jader 48Ca20, 116Cd48, 130Xe54,
poločasy rozpadu jsou velmi dlouhé, cca 1020let. Pokud jádře nadbytek neutronů nad protony, budou zaplňovat neutrony poněkud vyšší
energetické hladiny než protony. prvním kroku jádře β-
radioaktivitou jeden neutron přemění proton: n1→ načež druhém kroku vzniklé neutrino
pohlceno dalším neutronem: n2→ e2.Chadwick použitím ohybu magnetickém poli (první prototyp
magnetického spektrometru) detekce pomocí G. Majoranovskou částicí, tj. možný jak dvojný β−β−-rozpad, tak dvojný β+β+-rozpad, dvojný
elektronový záchyt.RNDr.3 vpravo. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. Jádro pak může přejít stavu nižší energií tak, neutron přemění β−-přeměnou
na proton, který přejde volnou protovou hladinu nižší energií. takovém
případě možná přímá přeměna jádra jádro NAZ NCZ+2 2e− 2ν´ dvojným rozpadem beta. 1.
U některých jader (jako 76Ge) uvažována možnost bezneutrinového dvojného rozpadu při němž nebyla
neutrina emitována (0νββ). Vnitřní mechanismus představujeme dvou fázích.
Experimentální prokázání analýza tohoto procesu mohla pomoci upřesnit stanovení hmotnosti neutrina (snížit
dosavadní horní hranici hmotnosti) ukázala by, neutrino tzv. Přitom emitované absorbované neutrino jen virtuální, výsledkem je
přeměna (Z,N) (Z+n,N)+e1+e2, při které dva neutrony přemění protony (protonové číslo zvětší emitují
se jen dva elektrony.1.c2.htm (14 36) [15. Označuje se
(2ν2β), nebo (ννββ) dvouneutrinový dvojný rozpad beta.
Spektrum záření Neutrina
Jak energetickým spektrem záření Elektron měl odnášet rozdíl energií mezi
mateřským dceřinným jádrem, který [m(Z,N)-m(Z+1,N)].2 Radioaktivita
me m(Z,N), kde m(Z,N) hmotnost jádra protonovým číslem nukleonovým číslem je
klidová hmotnost elektronu. neutrina antineutrina
jsou shodná.c2 -
spektrum mělo být čárové, jak červeně čárkovaně naznačeno obr. Naprostá většina elektronů tedy vylétá energií mnohem menší než odpovídalo zákonu
zachování energie!
*) Spojité spektrum záření poprve změřil r.-M.10. N=48 nebo N=116), nichž vyskytují tři isotopy NAZ, NBZ+1, NCZ+2, jejichž hmotnosti postupně klesají
specifickým způsobem (nejprve menší, pak větší rozdíl než 511keV). dvojný rozpad Ten spočívá současné
přeměně dvou neutronů jádře protony vyslání dvou záporných elektronů: 2no 2p+ 2e− 2ν´ dvou
elektronových antineutrin. trubice.1. Tento typ rozpadu vzácně vyskytuje některých jader sudým nukleonovým číslem
(např. Bezneutrinový dvojný rozpad beta porušoval zákon zachování leptonového čísla (0→1+1)
