Qu’est-ce que Alpha Decay – Q-value – Definition

La désintégration alpha  (ou désintégration α et également la radioactivité alpha ) représente la désintégration d’un noyau parent à une fille par l’émission du noyau d’un atome d’hélium. Cette transition peut être caractérisée comme:

La désintégration alpha est un processus de tunnel quantique . Pour être émise, la particule alpha doit pénétrer une barrière de potentiel. Ceci est similaire à la désintégration des grappes , dans laquelle un noyau atomique émet une petite « grappe » de neutrons et de protons (par exemple ¹² C).

La hauteur de la barrière de Coulomb pour les noyaux de A «200 est d’environ 20-25 MeV . Les particules alpha émises lors de la désintégration nucléaire ont des énergies typiques d’environ 5 MeV. D’une part, une particule alpha 5 MeV entrante est dispersée à partir d’un noyau lourd et elle ne peut pas pénétrer la barrière de Coulomb et se rapprocher suffisamment du noyau pour interagir via la force forte. D’un autre côté, une particule alpha de 5 MeV liée dans un puits de potentiel nucléaire est capable de tunneler cette même barrière coulombienne.

Alpha Decay – Valeur Q

En physique nucléaire et physique des particules, l’ énergétique des réactions nucléaires est déterminée par la valeur Q de cette réaction. La valeur Q de la réaction est définie comme la différence entre la somme des masses au repos des réactifs initiaux et la somme des masses des produits finaux , en unités d’énergie (généralement en MeV).

Considérons une réaction typique, dans laquelle le projectile a et la cible A donnent lieu à deux produits, B et b. Cela peut également être exprimé dans la notation que nous avons utilisé jusqu’à présent, a + A → B + b , ou même dans une notation plus compacte, A (a, b) B .

Voir aussi: E = mc2

La valeur Q de cette réaction est donnée par:

Q = [ma + mA – (mb + mB)] c ²

Lors de la description de la désintégration alpha (une réaction sans projectile), le noyau se désintégrant est généralement appelé noyau parent et le noyau restant après l’événement comme noyau fille. La masse totale au repos du noyau fille et du rayonnement nucléaire libéré dans une désintégration alpha, m _Fille + m _Rayonnement , est toujours inférieure à celle du noyau parent, m _parent . La différence masse-énergie,

Q = [m _parent – (m _Fille + m _Rayonnement )] c ²

apparaît comme l’énergie de désintégration, libérée dans le processus. Par exemple, la valeur Q d’une désintégration alpha typique est:

L’énergie de désintégration d’environ 5 MeV est l’énergie cinétique typique des particules alpha. Afin de respecter la loi de conservation de la quantité de mouvement, la majeure partie de l’énergie de désintégration doit apparaître comme l’énergie cinétique de la particule alpha. Après une désintégration alpha ou bêta, le noyau fille est souvent laissé dans un état d’énergie excité. Afin de se stabiliser, il émet ensuite des photons de haute énergie, des rayons γ.