Бозондар мен фермиондар. Паули принципі. 4 страница. Кейде сақталу заңдары ядроның түрленуінің бірнеше жолы үшін бірдей орындалады (мысалы

Кейде сақталу заңдары ядроның түрленуінің бірнеше жолы үшін бірдей орындалады (мысалы, a-ыдырау мен b-ыдырау, a- ыдырау мен g-нұрлану және т.б.). Мұндай жағдайда, әрине, ыдыраудың рұқсат етілген түрінің барлығы қатар, бәсекелесе өтеді: ядролардың біразы бірінші жолмен, біразы екінші жолмен т.б. ыдырайды.Мұндай бәкелес ыдырауға дүшар ядроның ыдырау ықтималдылығы ыдыраудың әртүрлі түрлерінің ықтималдылықтарының қосындысына тең болады. (3.34) Мұндағы - ыдыраудың берілген түрінің үлестік ықтималдылығы.Альфа-ыдырау энергиясын аналық және ұрпақ ядролар мен альфа бөлшектің байланыс энергиясы арқылы өрнектеуге болады. (2.32)-ге сәйкес Ядролардың альфа-ыдырауы ядролық күштердің әсерінен өтетін ядролық құбылыстар қатарына жатады. Энергияның сақталу заңы бойынша, альфа-ыдырау орын алу үшін, болуы керек. Бұл шарт орындалса, a-ыдырау энергиясы (3.29) болады. 2.4.4-те біз бұл энергияның теріс таңбамен алынған альфа- бөлшектің ядроға байланыс энергиясы екенін көргенбіз. Сонымен, a-ыдырау орын алу үшін, Е_a>0 немесе e_a<0 болуы керек. Ыдырау барысында бұл энергия, пайда болған бөлшектердің (ұрпақ ядро мен альфа бөлшектің) кинетикалық энергиясы түрінде байқалады: (3.30) Мұнымен қатар ыдырау барысында импульстың сақталу заңы орындалуы керек, яғни (3.31) Мұндағы -сәйкес a-бөлшек пен ұрпақ ядроның импульстері, олардың кинетикалық энергиялары, Р мен Т- аналық ядроның импульсі мен кинетикалық энергиясы. Егер тыныш тұрған ядро ыдыраса, (3.29)-бен (3.30)-дан осыдан, (3.32) шығады. Ядроның массалық А санының оның массаның атомдық бірлігімен алынған массасына өте жақын (А»М м.а.б.) екенін ескеріп, (3.31)-дің орнына (3.33) өрнегін пайдалануға болады. Сонымен альфа-ыдырау барысында ыдырау энергиясының басым бөлігін бөлшектің кинетикалық энергиясы, ал тек мардымсыз (А»200 шамалас ауыр ядролар үшін»2%) кішкене ғана бөлігін ядроның кинетикалық энергиясы құрады. Мысалы, жоғарыда аталған ядросы шығаратын a-бөлшектерінің негізгі тобының энергиясы 8,780МэВ. Осыдан ұрпақ ядроның тебілу энергиясы ал ядроның ыдырау энергиясы . a-спектрдің нәзік түзілісінің спектрі жоғарыда келтірілген түсіндіруін a-ыдырауға ере өтетін g-нұрланудың спектрі қостайды. Ондай g-нұрлардың энергиялары ұрпақ ядролардың деңгейлерінің энергияларының айырмасына тең (дәлірек олардан ядроның тебілу энергиясына кем) болып шықты. Мысалы, жоғарыда аталған ТhC ядроның a-ыдырауына еретін g-нұрлардың энергиялары: 0,040;0,287;0,327;0,433; 0,452 мен 0,473МэВ. Олардың ұрпақ ядросының күйлерінің энергияларының айырмаларына
тең екенін айқын көруге болады. Демек, бұл гамма -кванттар ұрпақ ядро қозған күйінен негізгі немесе энериясы азырақ қозған күйге көшкенде шығарылады. Кейбір нәзік түзіліс сызықтарының қарқындары тым төмен.

Кейде сақталу заңдары ядроның түрленуінің бірнеше жолы үшін бірдей орындалады (мысалы, a-ыдырау мен b-ыдырау, a- ыдырау мен g-нұрлану және т.б.). Мұндай жағдайда, әрине, ыдыраудың рұқсат етілген түрінің барлығы қатар, бәсекелесе өтеді: ядролардың біразы бірінші жолмен, біразы екінші жолмен т.б. ыдырайды.Мұндай бәкелес ыдырауға дүшар ядроның ыдырау ықтималдылығы ыдыраудың әртүрлі түрлерінің ықтималдылықтарының қосындысына тең болады. (3.34) Мұндағы - ыдыраудың берілген түрінің үлестік ықтималдылығы.Альфа-ыдырау энергиясын аналық және ұрпақ ядролар мен альфа бөлшектің байланыс энергиясы арқылы өрнектеуге болады. (2.32)-ге сәйкес 32. Әлфа – ыдырау теориясының элементтері. Туннельдік эффект.

Өткен бапта қарастырылған мөлдірлік коэффициенті D ядроның ішіндегі оның шетіне жақын альфа бөлшектің ядродан шығуының ықтималдылығын анықтайды. Тәжрибеде өлшенетін l ыдырау тұрақтысын анықтау үшін тағы екі шаманы білу қажет. Ол ядрода нейтрон мен протондардың альфа-бөлшекке топталуының Р ықтималдылығы мен құрылған a-бөлшектің ядроның қабырғасымен n соқтығысу жиілігі. Осыларды ескеріп ыдырау тұрақтысын (3.53) деп алуға болады. Альфа-бөлшектердің пайда болу Р ықтималдылығын есептеудің анық қалыптасқан теориясы жоқ. Сондықтан әртүрлі моделдер қолданылады. Ядроның a-бөлшектік моделі бойынша ядролар дайын a-бөлшектерден (класстерлерден тұрады). Мұндай ядролар үшін, әрине, P=1. Бірақ, мұндай жағдайлар сирек кездеседі. Зерттеулер көбінесе ядроның құрамында a-бөлшектердің жоқтығын, олардың альфа-ыдырау алдында ғана құралатынын көрсетеді. Жұп-жұп ядроларда дайын протондық және нейтрондық қосақтар бар. Альфа-бөлшектердің олардан құралуы оңайырақ, ондай ядролар үшін Р бірге жақын. Бөлшектердің ядроның қабырғасына-потенциялық тосқауылдың шетіне соғылу жиілігі оның ядроны өту уақытына кері шама (3.54) Мұндағы -альфа-бөлшектің жылдамдығы, R-ядроның радиусы. шамасын, көбіне, экспонента алдындағы көбейткіш деп атайды. Жоғарыда қарастырылған түсіндірме бойынша (3.55)

Ландау бұл көбейткішті деңгейлерінің ара қашықтығы, ядроның қарастырылатын деңгейлерінің d орташа ара қашықтығына тең, осциллятордың жиілігіне тең деп жобалады

(3.56) Екі пайымдау үшін де бұл көбейткіштің мәні . Осылардан альфа-ыдырау тұрақтысы үшін (3.57)шығады. Осыдан

(3.58) Оны қарапайым түрлендірулердің көмегіме (3.59) түріне келтіруге болады. Бұл өрнек Гейгер-Нетолл формуласына ұқсас және оның дәлірек түрі болып табылады. (3.59)-формуласы кинетикалық энергияның аз (2.5 еседей) өзгерісіне ыдырау тұрақтысының аса үлкен өзгерісінің сәйкестігін түсіндіреді. (3.57) формуласы ыдырау тұрақтысы мен бөлшектердің кинетикалық энергиясын ғана байланыстырмайды. Ол ыдырау тұрақтысының ядроның Z заряды мен R радиусына тәуелділігін де өрнектейді. альфа-ыдырау кезінде бөлшекке оның кинетикалық энергиясынан біраз биік потенциялық тосқауылдан өтуге тура келеді. Сондықтан, альфа-ыдыраудың баяу өтуі таңғарларлық емес. Керісінше, оның жалпы өтетіндігіне таңғалуға болады. Классикалық физикада мұндай оқиға мүлдем мүмкін емес. Микробөлшектердің қозғалысы классикалық физикамен емес кванттық физикамен түсіндіріледі. Олардың мұндай тосқауылдан өту мүмкіндігі бар. Бөлшектер үшін тосқауылда тесік бар сияқты, бөлшектер тосқауылдан сол тесіктер арқылы, таудағы тесік (туннел) арқылы көлік өтетініне ұқсас, өтетін сияқты. Бұл құбылыс

1

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAoSdlDr8A AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPzYrCMBC+L/gOYQRva6oHV6tRRBBU9mL1AYZm+oPJ pCRZ2317IyzsbT6+39nsBmvEk3xoHSuYTTMQxKXTLdcK7rfj5xJEiMgajWNS8EsBdtvRxwZz7Xq+ 0rOItUghHHJU0MTY5VKGsiGLYeo64sRVzluMCfpaao99CrdGzrNsIS22nBoa7OjQUPkofqwCeSuO /bIwPnOXefVtzqdrRU6pyXjYr0FEGuK/+M990mn+1wrez6QL5PYFAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgA AAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1sLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQChJ2UOvwAAANwAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93bnJl di54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhAMAAAAA " filled="f" stroked="f">

2

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEABci8tMMA AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbESPzWoDMQyE74G8g1Ght8TbHMKyjRNKIZCGXLLpA4i1 9ofa8mI72e3bR4dCbxIzmvm0O8zeqQfFNAQ28LYuQBE3wQ7cGfi+HVclqJSRLbrAZOCXEhz2y8UO KxsmvtKjzp2SEE4VGuhzHiutU9OTx7QOI7FobYges6yx0zbiJOHe6U1RbLXHgaWhx5E+e2p+6rs3 oG/1cSprF4tw3rQX93W6thSMeX2ZP95BZZrzv/nv+mQFvxR8eUYm0PsnAAAA//8DAFBLAQItABQA BgAIAAAAIQDw94q7/QAAAOIBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1s UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADHdX2HSAAAAjwEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALgEAAF9yZWxzLy5yZWxz UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADMvBZ5BAAAAOQAAABAAAAAAAAAAAAAAAAAAKQIAAGRycy9zaGFwZXht bC54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEABci8tMMAAADcAAAADwAAAAAAAAAAAAAAAACYAgAAZHJzL2Rv d25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA9QAAAIgDAAAAAA== " filled="f" stroked="f">

3

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAaoQZL78A AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPzYrCMBC+L/gOYQRv21QPUqpRRBB02Yt1H2Bopj+Y TEoSbfftN4Kwt/n4fme7n6wRT/Khd6xgmeUgiGune24V/NxOnwWIEJE1Gsek4JcC7Hezjy2W2o18 pWcVW5FCOJSooItxKKUMdUcWQ+YG4sQ1zluMCfpWao9jCrdGrvJ8LS32nBo6HOjYUX2vHlaBvFWn saiMz93Xqvk2l/O1IafUYj4dNiAiTfFf/HafdZpfLOH1TLpA7v4AAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgA AAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1sLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQBqhBkvvwAAANwAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93bnJl di54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhAMAAAAA " filled="f" stroked="f">

0

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAmlaHWL8A AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPzYrCMBC+L/gOYQRva7o9SKlGkQVBFy/WfYChmf5g MilJtN23N4Kwt/n4fmezm6wRD/Khd6zga5mBIK6d7rlV8Hs9fBYgQkTWaByTgj8KsNvOPjZYajfy hR5VbEUK4VCigi7GoZQy1B1ZDEs3ECeucd5iTNC3UnscU7g1Ms+ylbTYc2rocKDvjupbdbcK5LU6 jEVlfOZ+8uZsTsdLQ06pxXzar0FEmuK/+O0+6jS/yOH1TLpAbp8AAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgA AAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1sLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQCaVodYvwAAANwAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93bnJl di54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhAMAAAAA " filled="f" stroked="f">

X

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEA9Roiw78A AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERP24rCMBB9X/Afwgi+rakuLKVrFBEEXXyx7gcMzfSC yaQk0da/N4Kwb3M411ltRmvEnXzoHCtYzDMQxJXTHTcK/i77zxxEiMgajWNS8KAAm/XkY4WFdgOf 6V7GRqQQDgUqaGPsCylD1ZLFMHc9ceJq5y3GBH0jtcchhVsjl1n2LS12nBpa7GnXUnUtb1aBvJT7 IS+Nz9zvsj6Z4+Fck1NqNh23PyAijfFf/HYfdJqff8HrmXSBXD8BAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgA AAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1sLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQD1GiLDvwAAANwAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93bnJl di54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhAMAAAAA " filled="f" stroked="f">

X

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAevO6t78A AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERP24rCMBB9X/Afwgi+ramyLKVrFBEEXXyx7gcMzfSC yaQk0da/N4Kwb3M411ltRmvEnXzoHCtYzDMQxJXTHTcK/i77zxxEiMgajWNS8KAAm/XkY4WFdgOf 6V7GRqQQDgUqaGPsCylD1ZLFMHc9ceJq5y3GBH0jtcchhVsjl1n2LS12nBpa7GnXUnUtb1aBvJT7 IS+Nz9zvsj6Z4+Fck1NqNh23PyAijfFf/HYfdJqff8HrmXSBXD8BAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgA AAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1sLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQB687q3vwAAANwAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93bnJl di54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhAMAAAAA " filled="f" stroked="f">

0

L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAFb8fLL8A AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERP24rCMBB9X/Afwgi+ranCLqVrFBEEXXyx7gcMzfSC yaQk0da/N4Kwb3M411ltRmvEnXzoHCtYzDMQxJXTHTcK/i77zxxEiMgajWNS8KAAm/XkY4WFdgOf 6V7GRqQQDgUqaGPsCylD1ZLFMHc9ceJq5y3GBH0jtcchhVsjl1n2LS12nBpa7GnXUnUtb1aBvJT7 IS+Nz9zvsj6Z4+Fck1NqNh23PyAijfFf/HYfdJqff8HrmXSBXD8BAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgA AAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwEC LQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1sLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQAVvx8svwAAANwAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93bnJl di54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhAMAAAAA " filled="f" stroked="f">

3.6-сурет

туннелдік өту немесе туннелдік эффект деп аталды. Бұл құбылысты анығырақ түсіну үшін, бір мөлшерлі, тікбұрышты потенциялық тосқауылды қарастырайық (3.6-сурет). Бұл жағдайда потенциялық энергияның мәндері мынадай:

.

Бөлшектің осы потенциялық тосқауылды өту мүмкіндігі қандай? Кинетикалық энергиясы Т<V₀ бөлшек солдан оңға қарай қозғалсын.

Kванттық механикада бөлшектің қозғалысы y толқындық функциямен анықталады, ал оның шаршысы бөлшекті берілген орында табудың ықтималдылығының тығыздығын береді. Толқындық функцияны табу үшін

(3.36)

Шредингер теңдеуін шешу керек. Мұндағы m-бөлшектің массасы (дәлірек m бөлшек пен ядроның келтірілген m=M_a×М_я/(М_я+М_a) массасы), Е-толық энергия, V-бөлшектің потенциялық энергиясы, -Ла-Пласс операторы.

Бір мөлшерлі қозғалыс үшін, теңдеу қарапайым

түр қабылдайды. Бөлшек қозғалатын кеңістікті үш өңірге бөліп, әр өңір үшін Шредингер теңдеуін шешуге болады:

1 өңір: х<0, V=0; T=E:

2 өңір: 0 £ х £ х₀; V=V₀>E

(3.38)

3 өңір: х>x₀; V=0: E=T

(3.37¢)

Бұл теңдеулердің шешімдері:

1-өңір үшін

мұндағы , теңдеудің оң жағындағы бірінші мүше түсетін толқынға, ал екінші мүше шағылған толқынға сәйкес келеді.

2-өңір үшін

.

3-өңір үшін

болады. Бұл жерде біз үшінші өңірде шағылған толқынның болмайтынын, яғни exp(-іkx) алдындағы коэффициенттің в=0 болатынын ескердік.

Бірінші өңірден үшінші өңірге өткен бөлшектердің үлесі, мөлдірлік Д коэффициентімен анықталады. Ол өткен бөлшектер мен түскен бөлшектердің ағындарының тығыздықтарының қатынасына тең

(3.39)

33. Бета – ыдырау. Оның түрлері.

Бета-ыдырау деп ядроның электронның немесе позитронның қатысуымен өтетін түрленуін атайды. Бұл кезде ядроның атомдық нөмері ±1-ге өзгереді де, массалық саны өзгермейді. Ядро атомдық нөмері Z±1 изобарлық ядроға айналады. Қатысатын бөлшектердің түрі мен өтетін құбылыстарға қарай бета-ыдыраудың үш түрін ажыратады.Электрондық b-ыдырау кезінде (А,Z) ядро электрон мен антинейтрино шығарып, (А,Z+1) ядроға айналады (3.60) бұған ядроның бір нейтронының протонға айналуы (3.61) сәйкес келеді.Позитрондық ыдырау кезінде ядродан позитрон мен нейтрино бөлініп шығып, (А,Z) ядро (А,Z-1) ядроға айналады

(3.62) оған, ядроның құрамындағы бір протонның нейтронға айналуы (3.63)

сәйкес келеді. Бета-ыдырауға (А,Z) ядроның атомның электрондық қабығынан бір электрон қарпып, (А,Z-1) ядроға айналуын да жатқызады. (3.64)

Ол протонның электрон жұтып нейтронға түрленуіне сәйкес келеді

(3.65)

Бұл түрленуді электрондық қарпу деп атайды. Көбінесе К-орбитадағы электрондар қарпылады. Осыған орай электрондық қарпуды К-қарпу деп те атайды. Электрондық қарпу сирек болса да, басқа орбиталардағы (L,M) электрондармен де өтеді.

Қазіргі көзқарасша бета-ыдырау элементар бөлшектердің іргелі нәзік әсерлесуінен туады. Ол кварктардың өзара түрленуіне сәйкес келеді. Электрондық -ыдырау кезінде бір d-кварк u-кваркқа, позитрондық ыдырау кезінде бір u-кварк d-кваркқа айналады.

Бета түрлену, кезкелген өздігінен түрлену сияқты, энериялық тиімділік шарты орындалса, яғни, бастапқы жүйенің массасы ақырғы жүйенің массасынан артық болса ғана өтеді. Бұл шарт бета-ыдыраудың түрлері үшін былай жазылады.

Электрондық ыдырау үшін

(3.66)

Мұндағы М_я –ядроның массасы, m_e – электронның массасы. Бұл жерде біз , деп алдық. Бұл теңсіздікті сәйкес атомдар үшін жазсақ

(3.67)

алынады.

Позитрондық ыдырау үшін

(3.68)

немесе

(3.69)

Электрондық (К-) қарпу үшін

(3.70)

немесе

(3.71)

Егер (3.69) шарты орындалса, (3.71) шарты да орындалады.

Энергиялық тұрғыдан К-қарпу позитрондық ыдыраудан тиімдірек. Сондықтан кезкелген позитрондық ыдыраумен бәсекелесе К-қарпу да өтеді. Бірақ, кезкелген К-қарпумен бәсекелесе позитрондық ыдырау орын алады деуге болмайды. болса, К-қарпу рұқсат етілген де, позитрондық ыдырау тиімсіз.

Мұндай ыдыраудың мысалы ретінде ядросының ыдырауын қарастыруға болады. Бұл түрлен нәтижесінде ядросы пайда болады. Бұл ядролардың тыныштық күйлерінің энергияларының айырмасы 0,864МэВ, позитрондық ыдырауға керек ең аз энергия 2m_ec²=1,02МэВ энергиядан аз. Сондықтан ядросы К-қарпу арқылы ғана түрлене алады

Кейде (А,Z) ядро үшін (3.67) шарты да, (3.69)-шарты да орындалады. Мұндай ядрода бета-ыдыраудың 3 түрі де бәсекелесе өтеді. Мұндай түрленуге ядросы мысал бола алады. Оның ыдырауында электрондық ыдыраудың үлесі 40%, К-қарпудың ұлесі 40%, позитрондық ыдыраудың үлесі 20%.

(3.67), (3.69) шарттарымен қоса шарты орындалса, ядроға ядроға өту тиімді. Бірақ (3.67) шарты бойынша түрленуіне, демек тізбекті түрленуіне тиім салынған. Мұндай жағдайда М(А,Z-1) ядросының бірден 2 электрон шығарып, тікелей М(А,Z+1) ядроға түрленуін жоққа шығаруға болмайды. Бірақ кейінірек көрсетілетіндей мұндай түрленудің ықтималдылығы өте мардымсыз болады. Бұл өз ретінде табиғатта изобарлық мультиплеттердің кездесуіне себеп болады.

34. Бета – бөлшектердің энергиялық спектрі. Нейтрино.

радиоактивтілік зерттелген алғашқы 20 жыл бойы, бета-бөлшектердің кәдімгі электрондар екені және олардың энергиялық спектрінің тұтастығы ғана белгілі болды. Ондай спектрдің, мысалы, (RaE- ядросының b-спектрі) 3.9-суретте берілген. Ол кезде бета-спектрдің тұтастығын түсіндіру қиын еді. Шынында да энергияның сақталу заңы бойынша бета-ыдырау энергиясы (3.72) пайда болған бөлшектердің (ядро мен электронның) кинетикалық энергияларының қосындысына тең. Ал импульстің сақталу заңынан тыныштықтағы ядроның ыдырауы үшін (3.73) Осылардан электронның кинетикалық энергиясы (3.72)-ге сәйкес (3.74) (3.74)-тен электронның энергиясының бір мәнділігі, яғни спектр сызықтық болу керектігі шығады.

Бета-ыдыраудың тұтас спектрін түсіндірудін бірнеше жолдары ұсынылды: 1. Бета-ыдырау ұрпақ ядроның әртүрлі қозған күйлеріне өтеді. Егер қозған күйлердің саны көп және олар тығыз орналасқан болса, онда бөлшектердің спектрі тұтас дерлік болады. 2. Ядроның ыдырауы кезінде шығарылатын Т_е моноэнергиялы бөлшектер өзінің атомының немесе көршілес атомдардың электрондық қабықтарымен әсерлесіп, соның нәтижесінде спектр тұтас түрге көшеді. 3. Бета-ыдырау кезінде энергия мен импульстің сақталу заңдары бірге орындалмайды.

Дата добавления: 2014-12-25