Alfa-részecske

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Az alfa-bomlás az atommagbomlások egyik fajtája, melynek során alfa-részecske szabadul ki az atommagból. Az alfa-részecske a hélium leggyakoribb izotópjának, a hélium-4 izotópnak az atommagja, rendkívül stabil atommag. Mivel az alfa-részecske két protonból és két neutronból áll, az atommag tömegszáma 4-gyel, rendszáma kettővel csökken alfa-bomlás során.

Általánosan:

{}_Z^A X \to {}_{Z - 2}^{A - 4} Y + {}_2^4 He

Például:

{}^2{}^{38}_{92}\hbox{U}\;\to\;{}^2{}^{34}_{90}\hbox{Th}\;+\;{}^4_2\hbox{He},

ezt gyakran így írják:

{}^{238}\hbox{U}\;\to\;^{234}\hbox{Th}\;+\;\alpha.

[szerkesztés] Az alfa-bomlás magyarázata kvantummechanikai alagúteffektussal

Az alfa-bomlásra a kvantummechanika egy érdekes magyarázatot ad. Az alfa-részt alkotó nukleonok rövid hatótávolságú, erős magerővel szembesülnek a többi nukleon által, illetve taszító Coulomb-erővel a mag többi protonja által. A két erő kombinációjához a potenciális energia tartozik. A Coulomb-potenciálgát miatt az alfa-részecske a magban maradna. Azonban ha figyelembe vesszük, hogy E a kinetikus és potenciális energia összege, akkor egy Rˇ1;Rˇ2 tartományban a kinetikus energiának negatívnak kellene lennie, ami elképzelhetetlen. Az alfa-rész kvantummechanikai hullámfüggvénye azonban a mag határain túlra is kiterjed, oda, ahol a kinetikus energia már pozitív. Véges valószínűsége van tehát annak is, hogy az alfa-rész megtalálható a magon kívül is.

Kép:Tunneleffekt.svg