Energieerhaltung beim radioaktiven Zerfall

Dieses Beispiel zur Berechnung einer Alpha-Lebensdauer unter Verwendung eines nuklearen Tunnelmodells kann hilfreich sein.

Bitte beachten Sie, dass das Alphateilchen nach dem Zerfall die Energie hat, die es im gebundenen Energieniveau hatte.

Der unglaubliche Bereich der Halbwertszeiten des Alpha-Zerfalls kann mit quantenmechanischem Tunneln modelliert werden. Die Abbildung stellt die Barriere dar, der ein Alpha-Teilchen in Polonium-212 gegenübersteht, das ein 8,78-MeV-Alpha-Teilchen mit einer Halbwertszeit von 0,3 Mikrosekunden emittiert.

Die Impulserhaltung gibt dem Tochterkern einen Impuls.

Der Tochterkern könnte sich in einem angeregten Zustand befinden und dann würde es einen Gamma-Zerfall auf ein niedrigeres stabiles Niveau geben.

Die Bindungsenergiekurve steigt bis zum Eisen an und fällt dann ab, sodass Ihre Aussage "D-Bindungsenergie pro Nukleon immer zunimmt" nur dann zutrifft, wenn der Tochterkern eine höhere Ordnungszahl als Eisen hat.

Dieses Handbuch geht auf die Energiedetails auf Seite 4 ein.

Im Mutterkern bildet sich ein Alpha-Teilchen. Seine Bildung setzt Energie frei (die Bindungsenergie des Alpha-Teilchens), wodurch es kinetische Energie gewinnt. Das Alpha-Teilchen tunnelt durch die Coulomb-Barriere und wird aus dem Kern emittiert.

Die abstoßende Coulomb-Kraft zwischen den beiden Fragmenten hat eine unendliche Reichweite, so dass die Teile nach der Trennung eine gewisse Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen gewinnen.

Die Massenenergie von$D$(Tochter Kern) und der$\alpha$-Partikel ist kleiner als die von$P$(dem Elternkern) durch Energieerhaltung mit der neuen kinetischen Energie.

Uns interessiert nicht, ob die Bindungsenergie von$D$erhöht sich; wir kümmern uns nur um die gesamte Bindungsenergie.

Die freigesetzte Energie ist gegeben durch: Bindungsenergie von$D$ $+$Bindungsenergie von$\alpha$-Partikel$-$Bindungsenergie von$P$. Diese Energie wird verwendet als: kinetische Energie$D$ $+$kinetische Energie$\alpha$-Partikel.

Diese freigesetzte Energie stammt aus dem Verlust von Massenenergie:

$$(M_p - (M_d + M_{\alpha}))\times c^2 = (B_d + B_{\alpha}) - B_p$$ Wo $M$ist Masse u $B$ist Bindungsenergie.

Die Fragen im nächsten Absatz sind nicht sehr aussagekräftig, ich meine, was vergleichen wir die$D$Zu? Oder womit vergleichen wir die Bindungsenergie des Alpha-Teilchens? Die Bindungsenergie von$\alpha$-Partikel ist groß. Es hat nicht zugenommen, oder besser gesagt, es macht keinen Sinn zu sagen, dass es zugenommen hat.

Die Bindungsenergie pro Nukleon von$D$nimmt immer zu, nimmt aber die Bindungsenergie ab$D$immer erhöhen? Wenn nicht, bedeutet dies, dass die kinetische Energie der$\alpha$-Teilchen und Tochterkern ist alles aus der Freisetzung der Bindungsenergie des Alpha-Teilchens (als Bindungsenergie von$D$steigt nicht)?

Tochterkerne werden normalerweise nach einem Zerfall mit überschüssiger Energie erzeugt. Ist diese überschüssige Energie die kinetische Energie des Tochterkerns oder etwas anderes?

Ich vermute, der Tochterkern befindet sich in einem angeregten Zustand, oh ja, so steht es hier: Wie kann der Kern eines Atoms in einem angeregten Zustand sein?