Dlaczego podczas rozpadu alfa emitowaną cząstką jest akurat jądro helu, a nie przykładowo jądro litu, neutron, czy innego rodzaju cząstka?
Dlaczego podczas rozpadu alfa emitowaną cząstką jest akurat jądro helu, a nie przykładowo jądro litu, neutron, czy innego rodzaju cząstka?
Ogólnie rzecz biorąc jądro helu (czyli cząstka alfa) jest bardzo stabline. Na czym ta stabliność polega? Weźmy na przykład osamotniony proton i neutron i porównajmy ich masę z masą jądra deuteru (czyli jądra, które ma w sobie jeden neutron i jeden proton, ale są „złączone” w jądrze). Co pokaże nam waga? W przypadku osamotnionego protonu i neturonu mamy ok. $3,347468 \cdot 10^{-27}$ kg. Teraz postępujemy podobnie z deutrem i dostajemy $3,343505 \cdot 10^{-27}$ kg. Zaskakująco jego masa jest mniejsza o $0,003963 \cdot 10^{-27}$ kg, co tu się stało? Pomyślmy teraz, że mając taki osamotniony proton i neturon chcemy wyprodukować jądro deuteru. Z powyższych danych wiemy, że część masy po złączeniu protonu i neutronu w deuter zostanie stracona… ale w jaki sposób stracona? Po prostu znika z naszej rzeczywistości? Przyglądając się temu procesowi bliżej dostrzegamy jednak, że po utworzeniu takiego jądra dodatkowo został stworzony foton, którego energia jest dokładnie równa $E = mc^{2}$, gdzie $m$ to właśnie ta brakująca masa! Taką energię w fizycę jądrowej nazywamy energią wiązania danego jądra.
Wracając do pytania: dlaczego akurat jądro helu? Okazuje się, że nasz świat preferuje ewoulować w taki sposób, żeby energia wiązania na neuklon produktów rozpadu była jak największa. Poniższy diagram pokazuje tą zależność:
![]()
Tutaj energia wiązania helu na neuklon jest znacznie większa od przykładowo litu. Ogólnie jeśli masa produktów rozpadu jest mniejsza niż masa początkowa to reakcja jest dozwolona (bilans energetyczny). Najczęsciej okazuje się, że z litem taki bilans energetyczny nie byłby spełniony. Rozpad alfa to tylko nazwa na rozpad związany z jądrem helu, który się często zdarza.