Сохранение энергии при радиоактивном распаде

Чтобы продемонстрировать свое текущее понимание, я буду использовать альфа-распад в качестве примера и перечислю свои вопросы в конце. Не могли бы вы поправить меня, если я ошибаюсь.

Альфа-частица образуется в родительском ядре. Его образование высвобождает энергию (энергию связи альфа-частицы), заставляя ее приобретать кинетическую энергию. Альфа-частица туннелирует через кулоновский барьер и вылетает из ядра.

При сохранении импульса дочернее ядро ​​также должно получить кинетическую энергию.

Массовая энергия Д (дочернее ядро) и α - частица меньше, чем у п (родительское ядро) за счет сохранения энергии с новой кинетической энергией.

The Д энергия связи увеличивается (1), высвобождая энергию, и α Энергия связи частицы также вызвала высвобождение энергии.

Высвобождаемая энергия определяется как: энергия связи Д + энергия связи α -частица энергия связи п . Эта энергия используется как: кинетическая энергия Д + кинетическая энергия α -частица.

Эта энергия высвобождается из-за потери массовой энергии:

( М п ( М г + М α ) ) × с 2 "=" ( Б г + Б α ) Б п
где М это масса и Б является энергией связи.

  1. Энергия связи D на нуклон всегда увеличивается, но энергия связи Д всегда увеличивать? Если нет, то означает ли это, что кинетическая энергия альфа-частицы и дочернего ядра полностью обусловлена ​​высвобождением энергии связи альфа-частицы (поскольку энергия связи Д не увеличивается)?

  2. Дочерние ядра обычно образуются с избыточной энергией после распада. Является ли эта избыточная энергия кинетической энергией дочернего ядра или чем-то еще?

Ответы (2)

Этот пример расчета альфа-времени жизни с использованием туннельной ядерной модели может помочь.

альфа-распад

Обратите внимание, что альфа-частица после распада имеет ту же энергию, что и на связанном энергетическом уровне.

невероятный диапазон периодов полураспада альфа-распада можно смоделировать с помощью квантово-механического туннелирования. На рисунке показан барьер, с которым сталкивается альфа-частица в полонии-212, которая испускает альфа-частицу с энергией 8,78 МэВ с периодом полураспада 0,3 микросекунды.

Сохранение импульса придаст импульс дочернему ядру.

Дочернее ядро ​​может находиться в возбужденном состоянии, и тогда произойдет гамма-распад до более низкого стабильного уровня.

Кривая энергии связи поднимается вверх до железа, а затем уменьшается, поэтому ваше утверждение «энергия связи D на нуклон всегда увеличивается» верно только в том случае, если дочернее ядро ​​имеет более высокий атомный номер, чем железо.

В этом справочнике энергетические подробности приведены на странице 4.

Альфа-частица образуется в родительском ядре. Его образование высвобождает энергию (энергию связи альфа-частицы), заставляя ее приобретать кинетическую энергию. Альфа-частица туннелирует через кулоновский барьер и вылетает из ядра.

Кулоновская сила отталкивания между двумя фрагментами имеет бесконечный диапазон, поэтому после разделения части приобретают некоторую скорость в противоположных направлениях.

Массовая энергия Д (дочернее ядро) и α - частица меньше, чем у п (родительское ядро) за счет сохранения энергии с новой кинетической энергией.

Нас не интересует, если энергия связи Д увеличивается; нас интересует только общая энергия связи.

Высвобождаемая энергия определяется как: энергия связи Д + энергия связи α -частица энергия связи п . Эта энергия используется как: кинетическая энергия Д + кинетическая энергия α -частица.

Эта энергия высвобождается из-за потери массовой энергии:

( М п ( М г + М α ) ) × с 2 "=" ( Б г + Б α ) Б п
где М это масса и Б является энергией связи.

Вопросы в следующем абзаце не очень содержательны, я имею в виду, что мы сравниваем Д к? Или с чем мы сравниваем энергию связи альфа-частицы? Энергия связи α - частица крупная. Он не увеличился, вернее, нет смысла говорить, что он увеличился.

Энергия связи на нуклон Д всегда увеличивается, но энергия связи Д всегда увеличивать? Если нет, значит ли это, что кинетическая энергия α -частица и дочернее ядро ​​- все от высвобождения энергии связи альфа-частицы (как энергия связи Д не увеличивается)?

Дочерние ядра обычно образуются с избыточной энергией после распада. Является ли эта избыточная энергия кинетической энергией дочернего ядра или чем-то еще?

Я предполагаю, что дочернее ядро ​​находится в возбужденном состоянии, о да, здесь так и сказано: Как ядро ​​атома может быть в возбужденном состоянии?

Пожалуйста, используйте mathjax для форматирования математических выражений. Чтобы узнать больше о mathjax, ознакомьтесь с базовым руководством по MathJax и кратким справочником .
Спасибо за ответ! 1) Я так понимаю, что ЭТ альфа-частицы не увеличилось - оно просто возникло при образовании альфа-частицы. Мне просто интересно, может ли в некоторых случаях дочернее ядро ​​иметь меньшую энергию связи, чем родительское ядро ​​(несмотря на большую энергию связи на нуклон), и в этом случае вся высвобождаемая энергия будет связана с энергией связи альфа-частицы. 2) Значит, дополнительная энергия, которую он имеет в возбужденном состоянии, равна его кинетической энергии? Другими словами, его избыточная энергия = избыточная энергия в возбужденном состоянии = кинетическая энергия?
1) Я не знаю. 2) Я не понимаю. У ядра больше внутренней энергии, когда оно находится в возбужденном состоянии, как у атома больше внутренней энергии, когда оно находится в возбужденном состоянии. Какие разные типы внутренней энергии могут быть у разных ядер, этого я не знаю.