Закон Гейгера – Наттолла - Geiger–Nuttall law

В ядерная физика, то Закон Гейгера – Наттолла или же Правило Гейгера – Наттолла связывает постоянная распада из радиоактивный изотоп с энергией альфа-частицы испускается. Грубо говоря, в нем говорится, что короткоживущие изотопы испускают больше энергичных альфа-частиц, чем долгоживущие.

Это соотношение также показывает, что период полураспада экспоненциально зависит от энергии распада, так что очень большие изменения в периоде полураспада приводят к сравнительно небольшим различиям в энергии распада и, следовательно, энергии альфа-частиц. На практике это означает, что альфа-частицы всех альфа-излучающих изотопов с разницей в периоде полураспада на много порядков величины, тем не менее, имеют примерно одинаковую энергию распада.

Разработан в 1911 г. Ганс Гейгер и Джон Митчелл Наттолл как связь между постоянной распада и пробегом альфа-частиц в воздухе,^[1] в современном виде^{[нужна цитата ]} закон Гейгера – Наттолла

${\displaystyle \log _{10}\lambda =-a_{1}{\frac {Z}{\sqrt {E}}}+a_{2}}$

куда λ это постоянная распада (λ = ln2 / период полураспада), Z то атомный номер, E Общая кинетическая энергия (альфа-частицы и дочернего ядра), и а₁ и а₂ находятся константы.Закон лучше всего работает для ядер с четным атомным номером и даже атомной массой. Тенденция все еще существует для четно-нечетных, нечетно-четных и нечетно-нечетных ядер, но не так ярко выражена.

Кластер распадается

Закон Гейгера-Наттолла был даже расширен для описания кластер распадается [1], распадается, когда выделяются атомные ядра крупнее гелия, например кремний и углерод.

Вывод

Простой способ вывести этот закон - рассмотреть альфа-частица в атомном ядре как частица в коробке. Частица находится в связанное состояние из-за наличия сильное взаимодействие потенциал. Он будет постоянно подпрыгивать с одной стороны на другую, и из-за возможности квантовое туннелирование волна через потенциальный барьер, каждый раз, когда она отскакивает, будет небольшая вероятность того, что она ускользнет.

Знание этого квантовомеханического эффекта позволяет получить этот закон, включая коэффициенты, прямым расчетом.[2] Этот расчет впервые выполнил физик Георгий Гамов в 1928 г.^[2]

Рекомендации

1. Х. Гейгер и Дж. М. Наттолл (1911) «Пробеги α-частиц различных радиоактивных веществ и связь между пробегом и периодом трансформации». Философский журнал, Серия 6, т. 22, нет. 130, страницы 613-621. См. Также: Гейгер Х. и Наттолл Дж. М. (1912) "Диапазон значений α-частиц урана". Философский журнал, Серия 6, т. 23, нет. 135, страницы 439-445.
2. Г. Гамов (1928) "Zur Quantentheorie des Atomkernes" (К квантовой теории атомного ядра), Zeitschrift für Physik, т. 51, страницы 204-212.

• Вайсштейн, Эрик Вольфганг (ред.). "Закон Гейгера-Наттолла". ScienceWorld.