Перегляд вихідного коду сторінки Альфа-розпад

[[Файл:Alpha Decay.svg|thumb|<math>\alpha</math>-розпад]]
'''А́льфа-ро́зпад''', ''α-розпад'', ''альфа-радіоактивність''&nbsp;— вид [[Радіоактивний розпад|радіоактивного розпаду]] [[Ядро атома|ядра]], при якому випромінюються [[альфа-частинки]]&nbsp;— ядра {{Нуклід|Гелій||4}}<ref>''Мухин К. Н.'' Экспериментальная ядерная физика. В 2 кн. Кн. 1. Физика атомного ядра. Ч. I. Свойства нуклонов, ядер и радиоактивных излучений. — М.: Энергоатомиздат, 1993. — С. 137. — ISBN 5-283-04080-1{{ref-ru}}</ref>. При цьому [[Масове число|масове число ядра]] зменшується на 4, а [[атомний номер]]&nbsp;на 2.

Період альфа-розпаду визначається [[закон Гейгера-Неттола|законом Гейгера-Неттола]].

Альфа-розпад пояснюється [[тунелювання]]м ядра [[гелій|гелію]] крізь [[потенціальний бар'єр]], зумовлений [[сильна взаємодія|сильною взаємодією]], яка утримує [[нуклон]]и важкого ядра.

== Історія ==
Вперше альфа-розпад був ідентифікований британським фізиком [[Ернест Резерфорд|Ернестом Резерфордом]] в 1899 році<ref>''[[Ернест Резерфорд|E. Rutherford]]'' [http://books.google.com/books?id=ipMOAAAAIAAJ&pg=PA109#v=onepage&q&f=false Випромінювання урану та викликана ним електрична провідність="Uranium radiation and the electrical conduction produced by it"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150425054822/http://books.google.com/books?id=ipMOAAAAIAAJ&pg=PA109#v=onepage&q&f=false |date=25 квітня 2015 }} Philosophical Magazine (1899), Series 5, vol. 47, no. 284, pages 109—163.</ref>. Одночасно в Парижі французький фізик [[Поль Ульріш Вілар|Поль Вілар]] проводив аналогічні експерименти, але не встиг раніше Резерфорда. Першу кількісну теорію альфа-розпаду розробив у 1928 році радянський та американський фізик [[Джордж Гамов]].

== Теорія ==
Альфа-розпад з ''основного'' стану спостерігається тільки у достатньо важких ядер. Альфа-радіоактивні ядра в [[Таблиця ізотопів|таблиці ізотопів]] з'являються починаючи з [[Зарядове число|атомного номера]] 52 ([[телур]]) і [[масове число|масового числа]] близько 106&ndash;110, а при атомному номері [[Періодична система хімічних елементів|більше 82]] і масовому числі більше 200 практично всі нукліди альфа-радіоактивні, хоча альфа-розпад у них може бути і не домінантною модою розпаду. Серед ''природних'' ізотопів альфа-радіоактивність спостерігається у декількох нуклідів [[Рідкісноземельні елементи|рідкісноземельних елементів]] (неодим-144, самарій-147, самарій-148, європій-151, гадоліній-152), а також у декількох нуклідів важких металів (гафній-174, вольфрам-180, осмій-186, платина-190, вісмут-209, торій-232, уран-235, уран-238) і у продуктів розпаду урану і торію з коротким життям.

Альфа-розпад з ''високозбуджених'' станів ядра спостерігається і в деяких легких нуклідів, наприклад у літію-7.

Альфа-частинка зазнає [[Тунельний ефект|тунельного переходу]] через [[Кулонівський бар'єр|кулонівський бар'єр]] в ядрі, тому альфа-розпад є суттєво [[квантова механіка|квантовим]] процесом. Оскільки ймовірність тунельного ефекту залежить від висоти бар'єру експоненціально, [[період напіврозпаду]] альфа-активних ядер експоненціально зростає зі зменшенням енергії альфа-частинки (цей факт складає зміст [[Закон Ґейґера — Неттола|закону Ґейґера&ndash;Неттола]]). При енергії альфа-частинки менше 2 МеВ [[час життя]] альфа-активних ядер суттєво перевищує час існування [[Всесвіт]]у. Тому, хоча більшість природних [[Ізотоп|ізотопів]] важчі від [[церій|церію]] в принципі здатні розпадатися за цим каналом, лише для небагатьох з них такий розпад дійсно зафіксований.

Швидкість вилітання альфа-частинки складає від {{nobr|9400 км/с}} (ізотоп [[неодим]]у {{Нуклід|Nd|144}}) до {{nobr|23700 км/с}} у ізотопу [[Полоній|полонію]] {{Нуклід|Po|212m}}).

У загальному вигляді формула альфа-розпаду має такий вигляд:
{{center| <math>  \ ^{A}_{Z}{\rm{X}} \rightarrow ^{A-4}_{Z-2}{\rm{Y}} + \alpha  \ (^4_2 {\rm{He}})   </math> }}

Приклад альфа-розпаду для [[ізотоп]]у {{Нуклід|Уран|238|посилання=так}}:

{{center| <math>  \ ^{238}_{92}{\rm{U}} \rightarrow ^{234}_{90}{\rm{Th}} + \alpha  \ (^4_2 {\rm{He}})   </math> }}

Альфа-розпад може розглядатися як граничний випадок [[кластерний розпад|кластерного розпаду]].

== Небезпека для живих організмів ==
Оскільки альфа-частинки від радіоактивного розпаду доволі важкі і позитивно заряджені, вони мають дуже короткий пробіг в речовині і при русі в середовищі швидко втрачають енергію на невеликій відстані від джерела. Це призводить до того, що вся енергія випромінювання вивільняється в малому об'ємі речовини, що збільшує шанси пошкодження [[Клітина|клітин]] при потраплянні джерела випромінювання всередину організму. Однак ''зовнішнє'' випромінювання від радіоактивних джерел нешкідливе, оскільки альфа-частинки можуть ефективно затримуватись кількома сантиметрами [[повітря]] або десятками мікрометрів щільної речовини&nbsp;— наприклад, листом [[Папір|паперу]] і навіть роговим відмерлим шаром [[Епідерміс|епідермісу]], не досягаючи живих клітин. Навіть доторкання до джерела чистого альфа-випромінювання не є небезпечним, хоча слід пам'ятати, що численні джерела альфа-випромінювання випромінюють також набагато більш проникаючі типи випромінювання ([[Бета-частинка|бета-частинки]], [[Гамма-випромінювання|гамма-кванти]], іноді нейтрони). Однак потрапляння альфа-джерела всередину організму призводить до значного опромінення.
{{нп|Коефіцієнт якості||ru|Коэффициент качества}} альфа-випромінювання дорівнює 20 (більше від усіх інших типів іонізуючого випромінювання, за винятком важких ядер і [[Поділ ядра|осколків поділу]]). Це означає, що в живих тканинах альфа-частинка створює приблизно в 20 разів більші ушкодження, ніж гамма-квант або бета-частинка рівної енергії.

Все вищевикладене відноситься до радіоактивних джерел альфа-частинок, енергії яких не перевищують {{nobr|15 МеВ}}. Альфа-частинки, отримані на прискорювачі, можуть мати значно вищі енергії і створювати значну дозу навіть при зовнішньому опроміненні організму.

== Див. також ==
* [[Альфа-частинки]]
* [[Радіоактивний розпад]]
* [[Бета-розпад]]
* [[Кластерний розпад]]

== Примітки ==
{{примітки}}

== Література ==
* {{МГЕ|nocat=1}}
* {{книга |автор = Б. М. Яворский, А. А. Детлаф, А. К. Лебедев|частина = |назва = Справочник по физике|оригінал = |посилання = |відповідальний = |видання = |місце = М.|видавництво = «ОНИКС», «Мир и Образование»|рік = 2006|том = |сторінки = |сторінок = 1056|серія = |isbn = 5-488-00330-4|тираж = 7 000}}

{{^}}{{Ядерні реакції}}
{{ВП-портали|Фізика}}

[[Категорія:Радіоактивні розпади]]