Legea Geiger-Nuttall
În fizica nucleară , legea Geiger-Nuttall corelează constanta de descompunere a unui izotop radioactiv cu energia particulelor alfa emise. Indicativ, se afirmă că izotopii cu o viață medie scăzută emit alfa mai energetic decât cei cu o viață medie mai mare.
Relația arată, de asemenea, că timpul de înjumătățire depinde exponențial de energia decăderii, astfel încât variațiile mari ale timpului de înjumătățire duc la diferențe relativ mici în energia decăderii și, prin urmare, energia particulelor alfa. În practică, acest lucru înseamnă că izotopii cu perioade de înjumătățire diferite, chiar și cu multe ordine de mărime, emit particule alfa de energie foarte asemănătoare.
Formulată în 1911 de Hans Geiger și John Mitchell Nuttall , [1] [2] forma modernă a legii este:
unde λ este constanta de descompunere ( λ = ln (2) / timpul de înjumătățire ), Z numărul atomic , E energia cinetică totală (a particulei alfa și a nucleului copil) și a 1 și a 2 sunt constante . Legea este mai precisă pentru nucleele cu număr atomic și masă atomică. Această tendință este, de asemenea, prezentă pentru nucleele pare-impar, impar-pare și impar-impar, dar nu atât de evidentă.
Ionul greu se dezintegrează
Legea Geiger-Nuttall a fost, de asemenea, extinsă pentru a descrie dezintegrările ionilor grei, adică acele dezintegrări în care sunt eliberați nuclei atomici mai mari decât heliul, de exemplu siliciu și carbon. [3]
Derivare
O modalitate ușoară de a obține această lege este de a considera o particulă alfa din nucleul atomic ca o particulă dintr-o cutie ( puț potențial ). Această particulă se află într-o stare legată datorită prezenței potențialului puternic de interacțiune . Particula va sări continuu dintr-o parte în alta și, datorită efectului de tunelare al undei prin bariera potențială, cu fiecare săritură va exista o mică șansă ca particula să iasă din gaură.
Cunoașterea acestui efect cuantic permite obținerea acestei legi, inclusiv a coeficienților, printr-un calcul direct. Acest calcul a fost făcut pentru prima dată de fizicianul George Gamow în 1928. [4] [5]
Notă
- ^ Hans Geiger și John Nuttall, Gama particulelor alfa din diferite substanțe radioactive și o relație între intervalul și perioada de transformare , în Revista Filozofică , seria 6, vol. 22, n. 130, 1911, pp. 613-621.
- ^ Hans Geiger și John Nuttall, Gama de particule alfa din uraniu , în Revista Filozofică , seria 6, vol. 23, n. 135, 1912, pp. 439-445.
- ^ Zhongzhou Ren, Chang Xu și Zaijun Wang, New perspective on complex cluster radioactivity of heavy nuclees , în Physical Review C , vol. 70, 14 septembrie 2004.
- ^ George Gamow, Zur Quantentheorie des Atomkernes , în Zeitschrift für Physik , vol. 51, 1928, pp. 204-212.
- ^ Teoria Gamow a decăderii alfa , pe phy.uct.ac.za (arhivată din original la 24 februarie 2009) .
linkuri externe
- Legea Geiger-Nuttall , la scienceworld.wolfram.com .
