АЛЬФА-РАСПАД

АЛЬФА-РАСПАД — радиоактивное превращение ядра, сопровождающееся испусканием альфа-частиц. При любом Альфа-распаде из исходного ядра X с массовым числом А (число частиц в ядре) и атомным номером Z (число протонов в ядре) образуется новое ядро У с массовым числом А — 4 и атомным номером Z — 2 (см. Радиоактивность, Ядро атомное): , где – альфа-частица (ядроизотопа гелия). При Альфа-распаде происходит образование ядер нового элемента, смещенного в таблице Д. И. Менделеева на две клеточки левее исходного ядра. Такие самопроизвольные превращения ядер атомов сопровождаются выделением относительно больших количеств энергии, не зависят от внешних условий и обусловлены только внутренней структурой распадающихся ядер атомов.

Впервые закономерности Альфа-распада были установлены путем наблюдения за распадом радия (см.) — который испускает альфа-частицы и превращается в новый радиоактивный газообразный элемент радон (cм.) – . Измерения атомного веса радона подтвердили такое превращение.

Все тяжелые ядра атомов с Z больше 82 являются радиоактивными ядрами; среди этих элементов есть альфа-активные изотопы. Эти неустойчивые изотопы претерпевают цепочки альфа- и бета-распадов до тех пор, пока не превращаются в стабильные изотопы свинца (см. Радиоактивность
). Тяжелые ядра являются наименее устойчивыми, так как с увеличением Z возрастают кулоновские силы отталкивания протонов. Существуют также более легкие альфа-активные ядра: изотопы самария — Sm^{146, 147, 152}, вольфрама — , неодима – и – платины — . Чем менее устойчиво ядро, тем оно быстрее распадается и испускает альфа-частицы с большей энергией — Е. Для различных альфа-активных ядер Е = 2—10 Мэв, а период полураспада Т изменяется в очень широких пределах: от 3,04⋅10^-7сек до 2,2⋅10¹⁷ лет . При Альфа-распаде из невозбужденного материнского ядра обычно образуется невозбужденное дочернее ядро. При этом испускаются альфа-частицы одинаковой энергии, а ядро испытывает отдачу. Энергии ядра отдачи и альфа-частицы обратно пропорциональны их массам. Встречаются также изотопы, ядра которых, испуская альфа-частицы, превращаются в ядра, находящиеся в различных энергетических состояниях (нормальном и возбужденных). В этом случае испускаются не только альфа-частицы, но и гамма-кванты нескольких энергий. У некоторых изотопов с малыми периодами полураспада (Ро^{211, 212, 214}) наблюдаются переходы из возбужденных состояний с испусканием альфа-частиц значительно большей энергии, чем при переходе из невозбужденного состояния. Таких длиннопробежных частиц относительно мало.

В медицине и радиобиологии альфа-активные изотопы находят широкое применение для лечения (см. Лучевая терапия, Радий,Радон) и диагностики. В последние годы альфа-активные изотопы усиленно изучаются радиобиологами и токсикологами, так как они применяются в атомной промышленности и атомной технике. См. также Альфа-излучение, Альфа-терапия.

Библиография: Белоусова И. М. и Штуккенберг Ю. М. Естественная радиоактивность, М., 1961; Кюри М. Радиоактивность, пер. с франц., М., 1960; Шпольский Э. В. Атомная физика, т. 2, С; 516, М.—Л., 1951.

Ю. М. Штуккенберг.