Rozpad alfa (przemiana α) –
reakcja jądrowa
rozpadu, w której emitowana jest
cząstka α
(jądro
helu
42He2+). Strumień emitowanych cząstek alfa przez rozpadające się jądra to
promieniowanie alfa
.
Zapis reakcji rozpadu jądra atomu
uranu
-238 (238U):
![{}^{238}_{\ 92}\hbox{U}\;\to\;{}^{234}_{\ 90}\hbox{Th}\;+\;{}^4_2\hbox{He}^{2+}](http://upload.wikimedia.org/math/d/f/8/df85f385f2ec35ca0f60537b5e726a5c.png)
lub:
![{}^{238}_{\ 92}\hbox{U}\;\to\;^{234}_{\ 90}\hbox{Th}\;+\;\alpha](http://upload.wikimedia.org/math/8/d/0/8d095b4b0bbb6e91c7714dc453aeebca.png)
Inne przykłady:
![{}^{232}_{\ 90}\hbox{Th}\;\to\;^{228}_{\ 88}\hbox{Ra}\;+\;{}^{4}_{2}\hbox{He}^{2+}](http://upload.wikimedia.org/math/7/3/d/73d8e7695b21e471b32388701d2bfe13.png)
![{}^{226}_{\ 88}\hbox{Ra}\;\to\;^{222}_{\ 86}\hbox{Rn}\;+\;{}^{4}_{2}\hbox{He}^{2+}](http://upload.wikimedia.org/math/0/7/0/070e257d41727f75e54f21a34f9417b8.png)
Ogólnie:
![{}^{A}_{Z}\hbox{X}\;\to\;^{A-4}_{Z-2}\hbox{Y}\;+\;{}^{4}_{2}\hbox{He}^{2+}](http://upload.wikimedia.org/math/2/4/8/248af4b18402591f1dd1c47859a48a5a.png)
W wyniku tej reakcji powstające jądro ma
liczbę atomową
mniejszą o 2, a
liczbę masową
o 4 od rozpadającego się jądra.
Spośród izotopów spotykanych w naturze wiele jąder należących do łańcuchów uranowego oraz torowego jest emiterami cząstek α. Natomiast wśród ogółu jąder atomowych (także wytworzonych syntetycznie) rozpadowi α ulegają głównie jądra cięższe - powyżej masy 200, ale także w wśród pierwiastków ziem rzadkich oraz wśród bardzo egzotycznych
izotopów
cyny
,
telluru
oraz
ksenonu
(okolice masy 100).
Emitowane cząstki mają zazwyczaj
energię kinetyczną
około 5
MeV
, co odpowiada prędkości 15,000 km/s. W rozpadzie α, cząstka α formuje się już w jądrze i jest równocześnie odpychana
siłami elektrostatycznymi
a przyciągana
oddziaływaniami silnymi
pozostałej części jądra. W niewielkiej odległości od jądra siły przyciągania jądrowego przeważają, w większej zaś przeważają siły odpychania. Cząstka α ma energię mniejszą od energii potrzebnej na pokonanie sił przyciągania, ale dzięki kwantowemu
zjawisku tunelowania
przenika przez wąską
barierę potencjału
.
Energia cząstek alfa emitowanych z danego atomu ma określoną wartość, ponieważ rozpad jest dwuciałowy i prowadzi do określonych poziomów energetycznych powstającego jądra. W przypadku niektórych
radionuklidów
(np. 265Sg, 266Sg) możliwy jest rozpad α do kilku różnych poziomów energetycznych jądra, dzięki czemu energie emitowanych cząstek alfa są również ściśle określone. W takim przypadku udział procentowy cząstek alfa o danej energii zależy od prawdopodobieństwa zajęcia przez powstające jądro odpowiadającego poziomu energetycznego.
Rozpad α jest dość powszechnym zjawiskiem w przyrodzie, odpowiada za niemalże połowę promieniotwórczości naturalnej skorupy ziemskiej.
Zjawisko rozpadu α jest między innymi wykorzystywane w konstrukcji czujników dymu, w których rozpadające się jądra pierwiastka Ameryk-241, emitują cząstki α, które są pochłaniane przez dym.
Zobacz też