Кластерная радиоактивность: факты, закономерности, прогнозы (1300,00 руб.)

Стр.3

Стр.240

Стр.241

Стр.242

Стр.243

УДК 539.169 ББК 22.383 О-52 Рецензенты: д-р физ.-мат. наук проф. Н.В. Щукин (НИЯУ МИФИ); канд. физ.-мат. наук А.А. Семенов (НИЯУ МИФИ) Окунев, В. С. О-52 Кластерная радиоактивность: факты, закономерности, прогнозы / В. С. Окунев ; под ред. А. Н. Морозова. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2019. — 24 , [1] с. : ил. 1 ISBN 978-5-7038-5223-1 На основе системного анализа выявлены основные закономерности кластерных распадов атомных ядер, позволяющие сделать вывод о возможности существования гораздо большего числа f-активных ядер, чем известно. В области средних ядер кластерный распад возможен для нейтронно-дефицитных нуклидов. Кластерная радиоактивность характерна для α-активных ядер, обладающих повышенной устойчивостью. Тяжелый кластер f-распада трансактинидов делится спонтанно. Для специалистов, занимающихся фундаментальными и прикладными задачами ядерной физики низких энергий, а также для студентов университетов и технических вузов, изучающих курсы общей и ядерной физики. Издается в авторской редакции. УДК 539.169 ББК 22.383 ISBN 978-5-7038-5223-1 © Окунев В.С., 2019 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019

Стр.3

Оглавление Предисловие ............................................................................................. 3 Условные обозначения ........................................................................... 5 Введение .................................................................................................... 7 1. Известные факты и методы исследования 1.1. Устойчивые атомные ядра. Классификация ............................. 11 1.2. Факторы стабилизации радиоактивных распадов .................... 14 1.3. Кластерная радиоактивность ...................................................... 17 1.4. Экспериментальные исследования кластерной радиоактивности .......................................................................... 21 1.5. Математическое моделирование ................................................ 22 1.6. Феноменологический подход ..................................................... 26 1.7. Полуэмпирические методы ........................................................ 30 1.8. Известные особенности и закономерности f-распадов ..................................................................................... 33 1.9. Исходные данные для исследований ......................................... 36 1.10. Выводы к главе 1 ....................................................................... 39 Список литературы к главе 1 ............................................................ 40 2. Элементы теории кластерных распадов 2.1. Триединая задача ......................................................................... 43 2.2. Условие распада .......................................................................... 43 2.3. Расчет характеристик распада .................................................... 44 2.4. Эксперименты. Близость к α-распаду Закон Гейгера — Нэттола ........................................................... 50 2.5. Форма ядра перед распадом ....................................................... 53 2.6. Сильно асимметричное спонтанное деление ............................ 55 2.7. Сходство и различия α-распада, кластерной радиоактивности и спонтанного деления .................................. 56 2.8. Выводы к главе 2 ......................................................................... 59 Список литературы к главе 2 ............................................................ 59 3. Предварительный элементарный анализ 3.1. О возможном существовании других f-активных ядер ............................................................................................... 60 3.2. Продукты кластерных распадов ................................................. 61 3.3. Иерархическая кластерная структура легких продуктов f-распадов .................................................................. 63 3.4. Направления превращений атомных ядер на диаграмме N–Z ................................................................................................ 65 3.5. Результаты предварительного анализа кластерных распадов. Основные закономерности ........................................ 66 3.6. Замечания об устойчивости ядер. Дополнительные факторы стабилизации ................................................................ 68 239

Стр.240

3.7. Выводы к главе 3 ......................................................................... 74 Список литературы к главе 3 ............................................................ 74 4. Анализ кластерных распадов. Закономерности и прогнозы 4.1. Кластерные распады радия ......................................................... 76 4.2. Кластерные распады тория ......................................................... 77 4.3. Кластерный распад бария-114 .................................................... 82 4.4. Предположения о возможных кластерных распадах нейтронно-дефицитных ядер ...................................................... 85 4.5. Распады нейтронно-избыточных ядер ....................................... 87 4.6. Анализ спонтанных f-распадов тяжелых ядер. Выводы . ........................................................................................ 88 Список литературы к главе 4 ............................................................ 96 5. Механистическая модель анализа цепочек радиоактивных распадов атомных ядер 5.1. Аналогии в законах. Постановка задачи ................................... 97 5.2. Принцип наименьшего действия ............................................... 99 5.3. Визуализация ............................................................................... 101 5.4. Спонтанная эволюция ................................................................. 101 5.5. Модель .......................................................................................... 102 5.6. Шарик на распутье ...................................................................... 103 5.7. Принцип наименьшего действия в распадах ядер .................... 104 5.8. Сходимость .................................................................................. 105 5.9. Особенности сходимости при кластерных распадах ............... 107 5.10. Детерминизм в поведении шарика .......................................... 107 5.11. Инерция ...................................................................................... 108 5.12. Двухкритериальная оптимизация ............................................ 112 5.13. Основные положения модели ................................................... 112 5.14. Внешние воздействия ............................................................... 113 5.15. Расширение модели ................................................................... 113 5.16. Границы водораздела ................................................................ 114 5.17. Заключение и выводы к главе 5 ............................................... 116 Список литературы к главе 5 ............................................................ 117 6. Факторы стабилизации продуктов кластерных распадов 6.1. Устойчивость немагических продуктов кластерных распадов ................................................................... 119 6.2. Простейший математический аппарат ...................................... 121 6.3. Анализ действия известных факторов стабилизации радиоактивных распадов ............................................................ 123 6.4. Статическая кластеризация как дополнительный фактор стабилизации распадов легких ядер ............................. 124 6.5. Ядерные реакции, подтверждающие статическую α-кластеризацию легких ядер ..................................................... 140 6.6. Энергия связи относительно составляющих ядро кластеров ...................................................................................... 145 240

Стр.241

6.7. Выводы к главе 6 ......................................................................... 146 Список литературы к главе 6 ............................................................ 147 7. Об островах стабильности и предельной массе атомного ядра 7.1. Введение. Постановка задачи. История вопроса ...................... 149 7.2. Известные теоретические и экспериментальные факты ............................................................................................ 150 7.3. Методы исследования ................................................................. 151 7.4. Результаты .................................................................................... 154 7.5. Экстраполяция с целью определения чисел N и Z, соответствующих максимальной устойчивости ядра в области сверхтяжелых нуклидов ............................................ 155 7.6. Прогнозирование физических свойств сверхтяжелых атомных ядер ............................................................................... 163 7.7. Предварительные выводы о верхней границе масс (о предельной массе) атомных ядер ........................................... 170 7.8. Получение сверхтяжелых ядер ................................................... 172 7.9. Заключение к главе 7 .................................................................. 177 Список литературы к главе 7 ............................................................ 178 8. Распады сверхтяжелых ядер 8.1. Постановка задачи. История вопроса ........................................ 181 8.2. Общие сведения о радиоактивных распадах сверхтяжелых ядер ...................................................................... 181 8.3. Зависимость вида распада от устойчивости ядра. Конкуренция α-активности и спонтанного деления ................. 183 8.4. Спонтанное деление тяжелых и сверхтяжелых ядер ............... 190 8.5. Ядро как самостоятельная структура. Аналогия радиоактивных распадов и ядерных реакций ........................... 194 8.6. Механический аналог реакции слияния .................................... 196 8.7. Альфа-распады сверхтяжелых ядер ........................................... 200 8.8. Энергия связи сверхтяжелых ядер ............................................. 201 8.9. Влияние оболочечных эффектов на преобладающие каналы распада ........................................................................... 203 8.10. Предположение о кластерных распадах сверхтяжелых ядер .................................................................... 205 8.11. Электронный захват .................................................................. 208 8.12. Сходство сценария f-распадов с вынужденным делением тяжелых стабильных ядер ....................................... 211 8.13. Заключение к главе 8 ................................................................ 213 Список литературы к главе 8 ............................................................ 21 3 9. Сценарии и механизмы кластерной радиоактивности: от сурьмы и теллура до суперактинидов 9.1. Сценарии кластерных распадов ................................................. 216 241

Стр.242

9.2. Кластерные распады тяжелых и сверхтяжелых ядер с близким к оптимальному N/Z .................................................. 217 9.3. Кластерный распад нейтронно-дефицитных средних, тяжелых и сверхтяжелых атомных ядер ................................... 218 9.4. Спонтанные распады стабильных ядер ..................................... 220 9.5. Общие закономерности кластерных распадов .......................... 221 9.6. Влияние на период полураспада ................................................ 223 9.7. Выводы к главе 9 ......................................................................... 227 Список литературы к главе 9 ............................................................ 228 Заключение .............................................................................................. 229 Послесловие ............................................................................................. 231 Именной указатель. Краткая биографическая справка .................. 233 Научное издание Окунев Вячеслав Сергеевич Кластерная радиоактивность: Подписано в печать 0.07.2019. Формат 6090/16. Усл. печ. л. 15,125. Тираж 100 экз. Заказ факты, закономерности, прогнозы Корректор Л.В. Забродина 3 Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. press@bmstu.ru www.baumanpress.ru Отпечатано в ПАО «Т8 Издательские Технологии» 109316, Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 5.

Стр.243