Бета-распад

Общая теория взаимодействий

альтернатива квантовой механике и теории относительности

 
 

БЕТА-РАСПАД

Бета-распад становится возможным тогда, когда замена в атомном ядре нейтрона на протон (или, наоборот, протона на нейтрон) энергетически выгодна и получающееся новое ядро имеет меньшую массу покоя, т. е. большую энергию связи. Избыток энергии распределяется между продуктами реакции.

Бета-распад бывает трех видов:

1. Один из нейтронов (n) в ядре превращается в протон (р). При этом излучается электрон (е ) и антинейтрино (v,) Это — P- -распад.

A(Z,N)~A(Z + 1, N — 1) + е + v, (n-+-р + е + ~,), где А (Z, N) — обозначение ядра с числом протонов Z и нейтронов N. Заряд ядра увеличивается на 1. Простейший вид из всех видов распада — распад свободного нейтрона, который тяжелее протона и поэтому нестабилен.

 

2. Протон, входящий в состав ядра, распадается на нейтрон (n), позитрон (e+) и нейтрино (v) . Это — P+ -распад.

А(Z, N)-+-А(Z — 1, N + 1) + е+ + v (p ~ n + е+ + v ).
Заряд ядра уменьшается на 1. Процесс может происходить только в ядре; свободный протон не распадается таким образом.

 

3. Наконец, ядро может захватить ближайший из атомных электронов (электронный захват) и превратиться в другое ядро с зарядом на 1 меньше:

A(Z, N) + е ~A(Z — 1, N + 1) + v, (р + n  -~-л + v ). р-частица при этом не излучается.

 

Когда физики начали изучать бета-распад, о существовании нейтрино (v), обладающего огромной проникающей способностью, ничего не было известно.

Загадка, с которой столкнулись экспериментаторы,— сплошной энергетический спектр электронов, излучаемых при бета -распаде.
  В этом процессе на долю дочернего ядра приходится ничтожная часть освобождающейся энергии. Вся она идет на электрон, и поэтому все бета-частицы должны были бы иметь одинаковую энергию Е. А на опыте наблюдалась такая картина: испускались электроны любой энергии, вплоть до максимально возможной — Е0.

Физики предположили, что виноват источник: 1 - частицы теряют свою энергию, когда проходят сквозь его материал. Для проверки этой гипотезы несколько групп экспериментаторов поставили калориметрические опыты. Делались они так: радиоактивный источник помещали в калориметр с такими толстыми стенками, чтобы бета -частицы в них полностью поглощались. Это позволило измерить всю энергию, выделяющуюся за определенное время.

Потом рассчитали энергию, приходящуюся на одну бета-частицу. Экспериментаторы ожидали, что она окажется близкой к Е0, но всякий раз получали величину, приблизительно в 2 раза меньшую.

Выход из положения нашел швейцарский физик-теоретик В. Паули. Он высказал предположение, что при бета-распаде испускается частица, обладающая несравненно большей проникающей способностью, чем электроны. Ее не могут задержать стенки калориметра, и она уносит с собой часть энергии. Так родилось представление о нейтрино.

Теория бета-распада была создана в 1934 г. итальянским физиком Э. Ферми. В ней ученый предположил, что электрон и нейтрино рождаются в момент распада нуклона в ядре. Он ввел в теорию константу 6, которая играла для бета-распада такую же роль, что и заряд е для электромагнитных процессов, и вычислил ее величину на основании экспериментальных данных. Теория Ферми позволила рассчитать форму бета-спектров и связать граничную энергию распада Е0 со временем жизни радиоактивного ядра. Нейтрино в этой теории имело заряд, равный нулю, и нулевую массу (во всяком случае, т0~т).

В течение следующих лет теорию стремились видоизменить, дополнить и усложнить, поскольку казалось, что она слишком проста и не описывает всех опытных данных. Прошло несколько десятилетий, прежде чем физики убедились, что все эти дополнения основаны на ошибочных экспериментах, а путь, выбранный Ферми, правильный. Созданная сейчас теория объединенного слабого и электромагнитного взаимодействия включает его как первое приближение.

Приведем некоторые данные о бета-распаде ядер.

Граничная энергия бета -частиц (E0)  —  от нескольких КэВ до — 17 МэВ.

Время жизни ядер по отношению к бета-распаду — от 1,3 10-2с до — 2 1013 лет.

Пробег бета-частиц в легких веществах - несколько сантиметров. Они теряют свою энергию на ионизацию и возбуждение атомов.

 Бета-распад - новое объяснение

Теперь попытаемся оспорить некоторые моменты в этом устоявшемся взгляде на бета-распад. То, что ядру выгодно распадаться не вызывает сомнений, посмотрим выгодно ли распадаться частицам.

1. Распад свободного нейтрона несколько не вписывается в предъявляемые критерии. Масса распавшихся частиц меньше массы исходной. Куда же делась энергия связи двух частиц образующих нейтрон.

2. Распад протона в ядре и вовсе удивителен, если только не считать массу позитрона отрицательной. Здесь возникает много вопросов, и для их прояснения надо обращаться к строению антивещества.

3. При К-захвате получается процесс противоположный одному из первых двух, однако он происходит, следовательно, также является энергетически выгодным. Получается, что мы имеем два противоположных процесса, каждый из которых даёт выигрыш в энергии. Почему бы не использовать их для бесплатного получения энергии, создав своеобразный вечный двигатель?

Конечно, этого нельзя сделать, но рассматривая процессы бета-распада в их классическом представлении, Вы не поймёте, почему это так?

Здесь начинает работать нейтрино и антинейтрино. Наш взгляд на эти неуловимые (без заряда и без массы) частицы приведены на странице нейтрино, антивещество и чёрные дыры.
Опираясь на эти взгляды можно говорить о следующем.

В процессе распада нейтрона образуются две новые частицы. На их образование требуется энергия. Вот этой то энергии и недосчитываются, списывая её на неуловимое нейтрино.

В случае распада протона происходит аналогичный процесс, с той лишь разницей, что энергия выделяется (поэтому классические объяснения дают нейтрино, в противоположность первому процессу и образованию антинейтрино).

При К-захвате происходит следующее. И электрон, и протон разрушаются, образуется нейтрон. Энергия выделяется, так как распад протона и электрона даёт больше энергии, чем требуется для образования нейтрона.

В итоге имеем следующие выводы. Все виды бета-распада правильнее было бы называть бета-образованием, то есть образованием электронов или позитронов (из вакуума) с использованием энергии массы распадающихся частиц. Подробности об античастицах на странице антивещество.


Общая теория взаимодействий

General theory of interactions

 
Бета-распад
 


Конец света 2012

Летающие тарелки

Анализ послания инопланетян

Расшифровка кругов на полях


Как научиться

    Как научиться петь
    Как научиться читать реп
    Обучение иностранному языку
Как соблазнять парней
   
Как научиться заигрывать с парнями
   
Как мне научиться нравиться парням

Как понять, что нравишься

Как завоевать мужчину

Как выспаться за 4 часа

Как создать сайт самостоятельно

Раскрутка сайтов в интернете


ФОРУМ

БЛОГ 

Гостевая книга

НОВОСТИ

     Галактика Разума



 ©  Общая теория взаимодействий  -  все права защищены.
Rambler's Top100

     При использовании материалов, обязательна ссылка на http://www.b-i-o-n.ru/
Работает на: Amiro CMS