Протонний розпад

Розпад багатого на протони ядра A заповнює збуджені стани дочірнього ядра B шляхом β+ випромінювання або захоплення електрона (EC). Ті збуджені стани, які лежать нижче енергії відділення протонів (Sp), розпадаються через γ-випромінювання до основного стану дочірнього ядра B. Для вищих збуджених станів існує конкурентний канал протонного розпаду до ядра C, який називається β-затримкою випромінювання протонів .
Ядерна фізика
Основні терміни
Розпад ядер
Складний розпад
Випромінювання
Захоплення
Поділ ядра
Нуклеосинтез
Відомі науковці
Див. також: Портал:Фізика
Не плутати з розпадом протона — гіпотетичною формою розпаду елементарної частинки на легші субатомні частинки.

Протонний розпад — це рідкісний тип радіоактивного розпаду, під час якого протон викидається з ядра. Протонний розпад може відбуватися з високо розташованих збуджених станів у ядрі після бета-розпаду, у цьому випадку процес відомий як бета-затриманий протонний розпад, або може відбуватися з основного стану (або низькорозташованого ізомеру) самих багатих протонами ядер, у цьому випадку процес дуже схожий на альфа-розпад.  Щоб покинути ядро, енергія відриву протона має бути від'ємною (Sp < 0) — тому протон не зв'язаний і виходить із ядра за скінченний час. Швидкість протонного розпаду визначається ядерним, кулонівським і відцентровим потенціалами ядра, де відцентровий потенціал впливає на значну частину швидкості протонного розпаду. На період напіврозпаду протонного розпаду впливає енергія протона та його орбітальний кутовий момент.[1] Протонний розпад не спостерігається в природних ізотопах; ядра з протонним розпадом можна отримати за допомогою ядерних реакцій, як правило, з використанням лінійних прискорювачів частинок.

Хоча швидкий (тобто не бета-затриманий) протонний розпад ізомеру кобальту-53[en] спостерігався ще в 1969 році, жодних інших станів протонного розпаду не було знайдено до 1981 року, коли радіоактивні основні стани з протонним розпадом лютецію-151[en] і тулію-147[en] спостерігалися під час експериментів у GSI у Західній Німеччині.[2] Після цього прориву дослідження в цій галузі процвітали, і на сьогоднішній день було виявлено понад 25 ізотопів, які демонструють протонний розпад. Вивчення протонного розпаду допомогло зрозуміти ядерну деформацію, масу та структуру, і це чистий приклад квантового тунелювання.

У 2002 році спостерігалося одночасне випромінювання двох протонів з ядра заліза-45 в експериментах GSI та GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds[fr] у Кані).[3] У 2005 році було експериментально встановлено (на тій же установці), що цинк-54[en] також може зазнавати подвійного протонного розпаду.[4]

Див. також

Примітки

  1. ↑ Poenaru, Dorin N., ред. (2001). Nuclei Far from Stability and Astrophysics (English) . Dordrecht: Springer Netherlands. с. 79—81. doi:10.1007/978-94-010-0708-5. ISBN 978-0-7923-6937-0.
  2. ↑ S. Hofmann (1996). Chapter 3: Proton radioactivity. У Dorin N. Poseru (ред.). Nuclear Decay Modes. Bristol: Institute of Physics Publishing. с. 143—203. ISBN 0-7503-0338-7.
  3. ↑ Armand, Dominique (6 червня 2002). A new mode of radioactive decay. CNRS. CNRS. Архів оригіналу за 4 February 2005. Процитовано 7 січня 2022.
  4. ↑ Blank, Bertram; Ploszajczak, Marek (17 грудня 2013). Two-proton radioactivity (PDF). Reports on Progress in Physics. 71 (4): 046301. arXiv:0709.3797. doi:10.1088/0034-4885/71/4/046301. Процитовано 7 січня 2022.

Посилання