Спонтанный радиоактивный распад

СПОНТА́ННОЕ ДЕЛЕ́НИЕ Я́ДЕР, раз­но­вид­ность ра­дио­ак­тив­но­го рас­па­да тя­жё­лых атом­ных ядер, при ко­то­ром яд­ро рас­па­да­ет­ся на два ос­кол­ка. При этом яд­ро пре­одо­ле­ва­ет по­тен­ци­аль­ный энер­ге­тич. барь­ер по­сред­ст­вом кван­то­во­ме­ха­нич. тун­нель­но­го пе­ре­хо­да (см. Тун­нель­ный эф­фект). Воз­мож­ность С. д. я. тео­ре­ти­че­ски обос­но­ва­ли в 1939 Н. Бор и Дж. Уи­лер. С. д. я. на при­ме­ре ядер ура­на от­кры­то экс­пе­ри­мен­таль­но в 1940 рос. фи­зи­ка­ми К. А. Пет­ржа­ком и Г. Н. Флё­ро­вым. При С. д. я. вы­де­ля­ет­ся энер­гия; для ура­на она со­став­ля­ет ок. 190 МэВ на яд­ро.

Про­цесс С. д. я. не про­ис­хо­дит мгно­вен­но: пе­ред об­ра­зо­ва­ни­ем двух ос­кол­ков яд­ро долж­но прой­ти неск. ста­дий де­фор­ми­ро­ван­ных со­стоя­ний (см. Де­фор­ми­ро­ван­ные яд­ра), раз­ли­чаю­щих­ся по сте­пе­ни от­ли­чия от его ис­ход­ной, поч­ти сфе­рич. фор­мы. В про­цес­се де­фор­ма­ции вна­ча­ле пре­об­ла­да­ет эф­фект умень­ше­ния энер­гии свя­зи ну­кло­нов (за счёт уве­ли­че­ния по­верх­но­сти де­фор­ми­ро­ван­но­го яд­ра), за­тем ку­ло­нов­ские си­лы рас­тал­ки­ва­ния про­то­нов при­во­дят к умень­ше­нию по­тен­ци­аль­ной энер­гии яд­ра. Этим объ­яс­ня­ет­ся по­яв­ле­ние т. н. жид­кока­пель­но­го барь­е­ра де­ле­ния. В 1966 рос. фи­зик В. М. Стру­тин­ский ввёл ме­тод учё­та эф­фек­та ядер­ных обо­ло­чек (см. Обо­ло­чеч­ная мо­дель яд­ра) для вы­чис­ле­ния по­тен­ци­аль­ной энер­гии де­ля­ще­го­ся яд­ра и по­лу­чил «дву­гор­бую» струк­ту­ру энер­ге­тич. барь­е­ра де­ле­ния (рис.). Та­кая струк­ту­ра объ­яс­ня­ет по­яв­ле­ние про­ме­жу­точ­ных спон­тан­но де­ля­щих­ся изо­ме­ров фор­мы по­па­да­ни­ем яд­ра во вто­рую яму по­тен­ци­аль­но­го барь­е­ра де­ле­ния. Вве­де­ние по­пра­вок, учи­ты­ваю­щих эф­фект ядер­ных обо­ло­чек, по­зво­ли­ло так­же объ­яс­нить по­яв­ле­ние асим­мет­рич­ных по мас­се ос­кол­ков при де­ле­нии ядер с атом­ны­ми но­ме­ра­ми Z=92—98. Эта же тео­рия пред­ска­за­ла вы­со­кие «од­но­гор­бые» барь­е­ры С. д. я. для сверх­тя­жё­лых эле­мен­тов.

Пе­рио­ды по­лу­рас­па­да Т_1/2 ядер по от­но­ше­нию к С. д. я. ле­жат в ши­ро­ких пре­де­лах: так, для Т_1/2≈10¹⁶ лет, для Т_1/2≈ 120 мс. В 1962 рос. физик С. М. По­ли­ка­нов и др. от­кры­ли изо­мер фор­мы , ис­пы­ты­ваю­щий С. д. я. с Т_1/2= 14 мс. На 2015 для ядер с Z= 92–99 из­вест­но бо­лее 30 изо­ме­ров фор­мы, ис­пы­ты­ваю­щих ис­клю­чи­тель­но С. д. я. (из­ме­рен­ные зна­че­ния Т_1/2 ле­жат в ин­тер­ва­ле 10^—11 с — 14 мс).

Осн. па­ра­мет­ры, оп­ре­де­ляю­щие «дву­гор­бую» струк­ту­ру барь­е­ров де­ле­ния (энер­гия и де­фор­ма­ция осн. со­стоя­ния яд­ра, энер­гия и де­фор­ма­ция изо­ме­ра фор­мы, вы­со­ты пер­во­го и вто­ро­го барь­е­ров де­ле­ния), для ря­да ядер с Z=92—98 бы­ли оп­ре­де­ле­ны экс­пе­ри­мен­таль­но.

Источник

• https://bigenc.ru/physics/text/4248088