Кластерный распад , также называемый радиоактивностью тяжелых частиц или радиоактивностью тяжелых ионов , представляет собой редкий тип ядерного распада, при котором атомное ядро испускает небольшой «кластер» нейтронов и протонов , больше, чем альфа-частица , но меньше, чем типичное бинарное деление . фрагмент . Тройное деление на три осколка также дает продукты кластерного размера. Потеря протонов родительским ядром превращает его в ядро другого элемента, дочернего, с массовым числом A d = A − A e и атомным номером Z d знак равно Z - Z е , где А е знак равно N е + Z е . [1] Например:
Этот тип редкого режима распада наблюдался у радиоизотопов , которые распадаются преимущественно с альфа-излучением , и он встречается только в небольшом проценте распадов для всех таких изотопов. [2]
T a и T c представляют собой периоды полураспада родительского ядра по отношению к альфа-распаду и радиоактивности кластера соответственно.
Распад кластера, как и альфа-распад, представляет собой процесс квантового туннелирования: чтобы испуститься, кластер должен преодолеть потенциальный барьер. Это процесс, отличный от более случайного ядерного распада, который предшествует испусканию легких фрагментов при тройном делении , который может быть результатом ядерной реакции , но также может быть типом спонтанного радиоактивного распада некоторых нуклидов, демонстрируя, что подводимая энергия не необходимо для деления, которое остается принципиально другим процессом в механистическом отношении.
Теоретически кластером-эмиттером может быть любое ядро с Z > 40, для которого выделяемая энергия (значение Q) является положительной величиной. На практике наблюдения строго ограничены ограничениями, налагаемыми доступными в настоящее время экспериментальными методами, которые требуют достаточно короткого периода полураспада, T c < 10 32 с, и достаточно большого коэффициента ветвления B > 10 -17 .
При отсутствии каких-либо потерь энергии на деформацию и возбуждение осколков, как при явлениях холодного деления или при альфа-распаде, полная кинетическая энергия равна величине добротности и делится между частицами обратно пропорционально их массам, как того требует формула сохранение импульса