Cтраница 4
Как уже указывалось, дискретный спектр у-излучения обусловлен дискретностью энергетических уровней ядер атомов. Однако, как следует из соотношения неопределенностей (215.5), энергия возбужденных состояний ядра принимает значения в пределах ДЕ / г / А /, где А / - время жизни ядра в возбужденном состоянии. [46]
Еще несколько лет назад казалось, что вопрос о химических свойствах элементов восьмого периода - чисто схоластический. У физиков были надежды получить изотопы еще нескольких новых элементов, примерно до № 110, но считалось, что химикам с ними будет делать нечего: слишком мало будет время жизни вовых ядер. [47]
Порядок этой величины соответствует ожидаемому значению времени жизни для излучательного перехода диполя, характеризующегося размерами ядра и единичным зарядом. Ввиду того что эти переходы обычно происходят одновременно с процессами а - и р-распада или, точнее говоря, следуют за ними, они, несомненно, имеют огромное значение для любых методов регистрации излучений и при установлении схем ядерных уровней даже в том случае, если времена жизни ядер относительно таких у-переходов измерить не удается. В этом разделе, однако, будут рассмотрены в основном у-переходы со значительно более продолжительными временами жизни, а также условия, необходимые для существования метастабильных или изомерных состояний, дезактивирующихся путем таких переходов. [48]
Для объяснения / - распада рассматривают возбуждение ядра, затрагивающее только часть нуклонов вблизи его поверхности; это колебания формы ядра в осн. Если в процессе таких колебаний ядро достигает грушевидной формы, то могут образоваться фрагмент и остаточное ядро, удерживаемое век-рое время, как и при ot - распаде. Время жизни ядра относительно / - распада определяется вероятностью W распадной конфигурации п прозрачностью барьера. W убывает с ростом амплитуды колебаний, то для деформиров. Действительно, ядра Ra имеют квадрупольную деформацию ( эллипсоид) tt октунольную ( грушевиднаяформа), к-рые приближают оса. Проницаемость барьера определяется его высотой, массой фрагментов и гл. [49]
Испустив альфа-частицу, ядро со 105 протонами не сразу превращается в ядро 103-го элемента в основном его состоянии; может существовать некое промежуточное, возбужденное состояние образующихся дочерних ядер. Поэтому энергия испускаемых новыми ядрами альфа-частиц может оказаться меньше предсказанной теоретиками величины 9 4 - 9 7 Мэв и составить всего 8 9 - 9 2 Мэв. В силу этого обстоятельства время жизни ядер 105-го может оказаться в десятки раз больше, чем ожидалось... Из всего этого следовало, что так же внимательно, как область 9 4 - 9 7 Мэв, нужно исследовать и другую, более низкую по энергиям часть спектра. [50]
Пока нам достаточно указать, что слабые взаимодействия практически не изменяют нуклон-нуклонных взаимодействий, но способны вызывать процессы ( 5-распада ядер, в которых один из нейтронов ядра превращается в протон с одновременным испусканием электрона и антинейтрино. Время жизни ядра 2Не6 имеет порядок 1 с. Поскольку слабые взаимодействия на 24 порядка слабее сильных, то ориентировочно можно ожидать, что и времена жизни ядер относительно распадов, обусловленных слабыми взаимодействиями, будут примерно на столько же порядков превышать характерное ядерное время. [51]
Пока нам достаточно указать, что слабые взаимодействия практически не изменяют нуклон-нуклонных взаимодействий, но способны вызывать процессы р-распада ядер, в которых один из нейтронов ядра превращается в протон с одновременным испусканием электрона и антинейтрино. Время жизни ядра 2Не6 имеет порядок 1 с. Поскольку слабые взаимодействия на 24 порядка слабее сильных, то ориентировочно можно ожидать, что и времена жизни ядер относительно распадов, обусловленных слабыми взаимодействиями, будут примерно на столько же порядков превышать характерное ядерное время. [52]
Для металлического Be это время жизни несколько меньше, чем для фторида Be, видимо, потому, что в металле атомные электроны имеют большую плотность упаковки, чем в солях. Это один из известных двух случаев ( другой случай - испускание электронов внутренней конверсии технецием), когда время жизни ядра хотя бы в слабой степени зависит от химического состояния. [53]
При р-распаде в ядре происходит превращение нейтрона в протон или наоборот, с одновременным испусканием пары легких частиц - электрона и антинейтрино или соответственно позитрона и нейтрино. Как мы уже говорили, р-распад происходит только за счет слабых взаимодействий, имеющих интенсивность в 1024 раз меньшую, чем ядерные силы. Помножив характерное ядерное время 10 - 21 с на 1024, мы получим цифру 103 с, грубо определяющую порядок времени жизни р-активных ядер. По причинам в) и г) возможны большие отклонения от этой цифры в обе стороны. [54]