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.
otázku, jaké nejkratší nejdelší hodnoty poločasu se
mohou principiálně vyskytovat:
q Jaký nejkratší může být poločas rozpadu?
V §1.
Příkladem může být jádro 80Br35, které jednak poločasem 17,6min.109let nebo 238U poločasem 4,5. rozpadá rozpadem 80Kr36, jednak s
poločasem 4,38hod. Známe radionukidy s
neobyčejně dlouhými poločasy rozpadu řádově miliardy let (patří mezi některé přírodní
radionuklidy jako 40K T1/2=1,3. Pro
různé radionuklidy jsou však hodnoty poločasu rozpadu velmi odlišné.,
těžké transurany Z>111 poločasy rozpadu někdy řádu milisekund). Některé emise nastávají prakticky
okamžitě interakci, jiné menším větším časovým zpoždění tak tomu zvláště případě, kdy vzniklo
radioaktivní jádro. Dalším zajímavým příkladem
z oblasti transuranů kalifornium 252Cf98, které jednak poločasem 2,65 let rozpadá α-rozpadem 250Bk dále pak
na celou rozpadovou řadu), jednak poločasem let rozpadá spontánním štěpením odštěpky středu
Mendělejevovy tabulky; jsou přitom emitovány neutrony. 81mKr T1/2=13sec.10.
Tyto obrovské rozdíly poločasech rozpadu jsou způsobeny rozdílnou pravděpodobností, níž
podle kvantových zákonitostí dochází příslušným procesům nitru jader, jež nakonec vyústí v
radioaktivní přeměnu. Proto
jádra velkým přebytkem protonů neutronů, též jádra enormě vysokým celkovým počtem
nukleonů, zpravidla značně rychle, tj. charakteristický jaderný čas činí ≈10-21sec., 15O poločasem 2,2 minuty), i
velmi "krátkodobé" radionuklidy poločasy řádově sekundy zlomky sekund (např. tom, zda jádro stabilní nebo bude rozpadat jakou rychlostí
(pravděpodobností), rozhoduje řada faktorů jeho stavby. 137Cs poločasem let), středně dlouhými
poločasy roků desítek jednotek dní (např. 1.3 "Jaderné reakce"). 57Co T1/2=270 dnů, radiojód 131J poločasem dnů),
několik hodin minut (např.
*) Ojediněle však vyskytují radionuklidy, které mají dva rozdílné poločasy rozpadu stejného jádra. Některá jádra se
totiž mohou rozpadat dvěma různými mechanismy, každým jinou pravděpodobností tedy jiným poločasem.109let), statisíce let, tisíce let (např.
http://astronuklfyzika.cz/JadRadFyzika2.3 uvidíme, atomová jádra (některá stabilní, většinou však radioaktivní) vznikají při jaderných reakcích.
radiouhlík 14C T1/2=5730 let), stovky desítky let (např. rozpadem elektronovým záchytem přeměňuje jádro 80Se34. krátkým poločasem, radioaktivně rozpadají mechanismy
rozebíranými dalších pasážích této kapitoly.
Enormní rozdíly poločasech rozpadů radioaktivních jader nastolují otázku mezních hodnot
poločasů, které mají ještě fyzikální význam, tj. Především jsou konfigurace
energetických hladin protonů neutronů poli jaderných sil, souvisejících relativním počtem
protonů neutronů celkovým počtem nukleonů. shora uvedených velmi krátkodobých radionuklidů může být diskutabilní, zda vůbec
ještě jedná jádro aspoň dočasně vázanými nukleony tak smysl mluvit jeho radioaktivním rozpadu,
nebo jen okamžitě rozpadající konfiguraci.2 Radioaktivita
štěpné reakce! viz pasáž "Štěpení atomových jader" §1. doby zpoždění emise
příslušného záření) charakteristickým časem, během něhož nukleon, letící energií několika MeV, proletí
typickým průměrem jádra, tj. Tento tzv.2008 12:13:25]
. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Při jaderných reakcích dochází řadě procesů spojených emisí různých částic.htm 36) [15. Čím vyšší energetické hladiny poli jaderných sil
protony neutrony obsazují (důležitou okolností zde to, protonové neutronové hladiny se
obsazují nezávisle), tím větší pravděpodobnost přeměny jádra konfiguraci nižší energií. vzdáleností ≈10-13cm. 99mTc T1/2=6 hodin, 18F T1/2=110min.
Různá rychlost poločasy radioaktivních rozpadů
Každý radionuklid svůj zcela určitý, specifický pro něj charakteristický poločas rozpadu *).
Logickým kritériem pro posouzení této okolnosti porovnání doby života "jádra" (resp.RNDr
