الدرس: 8-4-1 إنحلال ألفا

متى تعاني النواة غير المستقرة انحلال ألفا التلقائي؟

عندما تكون كتلة النواة وحجمها كبيرين نسبياً.

ما هي جسيمة ألفا؟

هي نواة ذرة الهيليوم وتتكون من بروتونين ونيوترونين وتمثل بالرمز: $\left(\alpha \right)$ او $\left({}_2^4\mathrm{He}\right)$ وهي ذات شحنة موجبة تساوي +2e.

ما الذي يفعله انحلال ألفا في قيم العدد الكتلي والعدد الذري للنواة الأم؟

ينقص العدد الكتلي بمقدار أربعة وينقص العدد الذري بمقدار اثنين.

أكتب المعادلة المعبرة عن انحلال ألفا؟

.كيف يمكننا أيجاد طاقة الانحلال لنواة تنحل بوساطة انحلال ألفا؟

إذا افترضنا بأن كتلة النواة الأم هي (M_p) (عادة ساكنة ابتدائياً) وكتلة النواة الوليدة هي (M_d) وكتلة جسيمة ألفا هي (Mα)، فان طاقة انحلال ألفا (Q_α) تعطى وفق العلاقة التالية:

${\mathrm{Q}}_{\alpha }=\left[{\mathrm{M}}_{\mathrm{p}}-{\mathrm{M}}_{\mathrm{d}}-{\mathrm{M}}_{\alpha }\right]{\mathrm{c}}^2$

ما هو الشرط اللازم لنواة تنحل تلقائياً بوساطة انحلال ألفا؟

الشرط اللازم لنواة تنحل تلقائياً بوساطة انحلال ألفا هو أن تكون قيمة طاقة الانحلال Q_α

برهن على أن نواة الراديوم $\left({}_{88}^{226}Ra\right)$ تحقق شرط الانحلال التلقائي إلى نواة الرادون $\left({}_{86}^{222}Rn\right)$ بوساطة انحلال ألفا، أكتب أيضاً المعادلة النووية للانحلال مع العلم أن الكتل الذرية لكل من:

$\begin{array}{c}{}_{88}^{226}\mathrm{Ra}=226.025406\left(\mathrm{u}\right),\\ \\ {}_{86}^{222}\mathrm{Rn}=222.017574\left(\mathrm{u}\right),\\ \\ {}_2^4\mathrm{He}=4.002603\left(\mathrm{u}\right).\end{array}$

.

المعادلة النووية للانحلال هي:

${}_{88}^{226}\mathrm{Ra}\to {}_{86}^{222}\mathrm{Rn}+{}_2^4\mathrm{He}$

إن شرط الانحلال التلقائي هو أن تكون قيمة طاقة الانحلال Q_α موجبة.

${\mathrm{Q}}_{\alpha }=\left[{\mathrm{M}}_{\mathrm{p}}-{\mathrm{M}}_{\mathrm{d}}-{\mathrm{M}}_{\alpha }\right]{\mathrm{c}}^2$

وبما أن الكتل هي معطاة بوحدة (u)، فإن: ${\mathrm{c}}^2=931\frac{\mathrm{MeV}}{u}$

$\left.\therefore Q_{\alpha }=\left[M_p-M_d-M_{\alpha }\right]\times 931\left(\mathrm{MeV}\right)\right]$

وبالتعويض في العلاقة السابقة نحصل على:

$\begin{array}{r}{Q}_{\alpha }=[226.025406-222.017574-4.002603]\times 931\text{'}\\ \\ \therefore Q_{\alpha }=5.229\times {10}^{-3}\times 931=4.868\left(\mathrm{MeV}\right)\end{array}$

بما أن قيمة Q_α هي قيمة موجبة، أي إن $\left(Q_{\alpha }>0\right)$ قد تحقق شرط الانحلال التلقائي.