Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Бета-распад

β-распад, радиоактивный распад атомного ядра, сопровождающийся вылетом из ядра электрона или позитрона. Этот процесс обусловлен самопроизвольным превращением одного из нуклонов ядра в нуклон другого рода, а именно: превращением либо нейтрона (n) в протон (p), либо протона в нейтрон. В первом случае из ядра вылетает электрон (е -) - происходит так называемый β - -распад. Во втором случае из ядра вылетает позитрон (е +) - происходит β + -распад. Вылетающие при Б.-р. электроны и позитроны носят общее название бета-частиц. Взаимные превращения нуклонов сопровождаются появлением ещё одной частицы - нейтрино (ν ) в случае β+-распада или антинейтрино А, равное общему числу нуклонов в ядре, не меняется, и ядропродукт представляет собой изобар исходного ядра, стоящий от него по соседству справа в периодической системе элементов. Наоборот, при β + -распаде число протонов уменьшается на единицу, а число нейтронов увеличивается на единицу и образуется изобар, стоящий по соседству слева от исходного ядра. Символически оба процесса Б.-р. записываются в следующем виде:

где -Z нейтронов.

Простейшим примером (β - -распада является превращение свободного нейтрона в протон с испусканием электрона и антинейтрино (период полураспада нейтрона ≈ 13 мин ):

Более сложный пример (β - -распада - распад тяжёлого изотопа водорода - трития, состоящего из двух нейтронов (n) и одного протона (p):

Очевидно,что этот процесс сводится к β - -распаду связанного (ядерного) нейтрона. В этом случае β-радиоактивное ядро трития превращается в ядро следующего в периодической таблице элемента - ядро лёгкого изотопа гелия 3 2 Не.

Примером β + -распада может служить распад изотопа углерода 11 С по следующей схеме:

Превращение протона в нейтрон внутри ядра может происходить и в результате захвата протоном одного из электронов с электронной оболочки атома. Чаще всего происходит захват электрона

Б.-р. наблюдается как у естественно-радиоактивных, так и у искусственно-радиоактивных изотопов. Для того чтобы ядро было неустойчиво по отношению к одному из типов β-превращения (т. е. могло испытать Б.-р.), сумма масс частиц в левой части уравнения реакции должна быть больше суммы масс продуктов превращения. Поэтому при Б.-р. происходит выделение энергии. Энергию Б.-р. Е β можно вычислить по этой разности масс, пользуясь соотношением Е = mc2, где с - скорость света в вакууме. В случае β-распада

где М - массы нейтральных атомов. В случае β+-распада нейтральный атом теряет один из электронов в своей оболочке, энергия Б.-р. равна:

где me - масса электрона.

Энергия Б.-р. распределяется между тремя частицами: электроном (или позитроном), антинейтрино (или нейтрино) и ядром; каждая из лёгких частиц может уносить практически любую энергию от 0 до E β т. е. их энергетические спектры являются сплошными. Лишь при К-захвате нейтрино уносит всегда одну и ту же энергию.

Итак, при β - -распаде масса исходного атома превышает массу конечного атома, а при β + -распаде это превышение составляет не менее двух электронных масс.

Исследование Б.-р. ядер неоднократно ставило учёных перед неожиданными загадками. После открытия радиоактивности явление Б.-р. долгое время рассматривалось как аргумент в пользу наличия в атомных ядрах электронов; это предположение оказалось в явном противоречии с квантовой механикой (см. Ядро атомное). Затем непостоянство энергии электронов, вылетающих при Б.-р., даже породило у некоторых физиков неверие в закон сохранения энергии, т.к. было известно, что в этом превращении участвуют ядра, находящиеся в состояниях с вполне определённой энергией. Максимальная энергия вылетающих из ядра электронов как раз равна разности энергий начального и конечного ядер. Но в таком случае было непонятно, куда исчезает энергия, если вылетающие электроны несут меньшую энергию. Предположение немецкого учёного В. Паули о существовании новой частицы - нейтрино - спасло не только закон сохранения энергии, но и другой важнейший закон физики - закон сохранения момента количества движения. Поскольку Спин ы (т. е. собственные моменты) нейтрона и протона равны 1 / 2 , то для сохранения спина в правой части уравнений Б.-р. может находиться лишь нечётное число частиц со спином 1 / 2 . В частности, при β - -распаде свободного нейтрона n → p + e - + ν только появление антинейтрино исключает нарушение закона сохранения момента количества движения.

Б.-р. имеет место у элементов всех частей периодической системы. Тенденция к β-превращению возникает вследствие наличия у ряда изотопов избытка нейтронов или протонов по сравнению с тем количеством, которое отвечает максимальной устойчивости. Т. о., тенденция к β + -распаду или К-захвату характерна для нейтронодефицитных изотопов, а тенденция к β - -распаду - для нейтроноизбыточных изотопов. Известно около 1500 β-радиоактивных изотопов всех элементов периодической системы, кроме самых тяжёлых (Z ≥ 102).

Энергия Б.-р. ныне известных изотопов лежит в пределах от

периоды полураспада заключены в широком интервале от 1,3 · 10 -2 сек (12 N) до Бета-распад 2 10 13 лет (природный радиоактивный изотоп 180 W).

В дальнейшем изучение Б.-р. неоднократно приводило физиков к крушению старых представлений. Было установлено, что Б.-р. управляют силы совершенно новой природы. Несмотря на длительный период, прошедший со времени открытия Б.-р., природа взаимодействия, обусловливающего Б.-р., исследована далеко не полностью. Это взаимодействие назвали «слабым», т.к. оно в 10 12 раз слабее ядерного и в 10 9 раз слабее электромагнитного (оно превосходит лишь гравитационное взаимодействие; см. Слабые взаимодействия). Слабое взаимодействие присуще всем элементарным частицам (См. Элементарные частицы) (кроме фотона). Прошло почти полвека, прежде чем физики обнаружили, что в Б.-р. может нарушаться симметрия между «правым» и «левым». Это несохранение пространственной чётности было приписано свойствам слабых взаимодействий.

Изучение Б.-р. имело и ещё одну важную сторону. Время жизни ядра относительно Б.-р. и форма спектра β-частиц зависят от тех состояний, в которых находятся внутри ядра исходный нуклон и нуклон-продукт. Поэтому изучение Б.-р., помимо информации о природе и свойствах слабых взаимодействий, значительно пополнило представления о структуре атомных ядер.

Вероятность Б.-р. существенно зависит от того, насколько близки друг к другу состояния нуклонов в начальном и конечном ядрах. Если состояние нуклона не меняется (нуклон как бы остаётся на прежнем месте), то вероятность максимальна и соответствующий переход начального состояния в конечное называется разрешённым. Такие переходы характерны для Б.-р. лёгких ядер. Лёгкие ядра содержат почти одинаковое число нейтронов и протонов. У более тяжёлых ядер число нейтронов больше числа протонов. Состояния нуклонов разного сорта существенно отличны между собой. Это затрудняет Б.-р.; появляются переходы, при которых Б.-р. происходит с малой вероятностью. Переход затрудняется также из-за необходимости изменения спина ядра. Такие переходы называются запрещёнными. Характер перехода сказывается и на форме энергетического спектра β-частиц.

Экспериментальное исследование энергетического распределения электронов, испускаемых β-радиоактивными ядрами (бета-спектра), производится с помощью Бета-спектрометр ов. Примеры β-спектров приведены на рис. 1 и рис. 2 .

Лит.: Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия, под ред. К. Зигбана, пер. с англ., в. 4, М., 1969, гл. 22-24; Экспериментальная ядерная физика, под ред. Э. Сегре, пер. с англ., т. 3, М., 1961.

Е. М. Лейкин.

Бета-спектр нейтрона. На оси абсцисс отложена кинетич. энергия электронов Е в кэв , на оси ординат - число электронов N (Е) в относительных единицах (вертикальными чёрточками обозначены пределы ошибок измерений электронов с данной энергиией).

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Бета-распад" в других словарях:

Бета распад, радиоактивные превращения атомных ядер, в процессе к рьхх ядра испускают электроны и антинейтрино (бета распад) либо позитроны и нейтрино (бета+ распад). Вылетающие при Б. р. электроны и позитроны носят общее назв. бета частиц. При… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Современная энциклопедия

Бета-распад - (b распад), вид радиоактивности, при котором распадающееся ядро испускает электроны или позитроны. При электронном бета распаде (b) нейтрон (внутриядерный или свободный) превращается в протон с испусканием электрона и антинейтрино (смотри… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Бета-распад - (β распад) радиоактивные превращения атомных ядер, в процессе которых ядра испускают электроны и антинейтрино (β распад) либо позитроны и нейтрино (β+ распад). Вылетающие при Б. р. электроны и позитроны носят общее название бета частиц (β частиц) … Российская энциклопедия по охране труда

- (b распад). самопроизвольные (спонтанные) превращения нейтрона n в протон р и протона в нейтрон внутри ат. ядра (а также превращение в протон свободного нейтрона), сопровождающиеся испусканием эл на е или позитрона е+ и электронных антинейтрино… … Физическая энциклопедия

Самопроизвольные превращения нейтрона в протон и протона в нейтрон внутри атомного ядра, а также превращение свободного нейтрона в протон, сопровождающееся испусканием электрона или позитрона и нейтрино или антинейтрино. двойной бета распад… … Термины атомной энергетики

- (см. бета) радиоактивное превращение атомного ядра, при котором испускаются электрон и антинейтрино или позитрон, и нейтрино; при бета распаде электрический заряд атомного ядра изменяется на единицу, массовое число не меняется. Новый словарь… … Словарь иностранных слов русского языка

бета-распад - бета лучи, бета распад, бета частицы. Первая часть произносится [бэта] … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

Сущ., кол во синонимов: 1 распад (28) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Бета распад, бета распада … Орфографический словарь-справочник

БЕТА-РАСПАД - (ß распад) радиоактивное превращение атомного ядра (слабое взаимодействие), при котором испускаются электрон и антинейтрино или позитрон и нейтрино; при Б. р. электрический заряд атомного ядра изменяется на единицу, массовое (см.) не меняется … Большая политехническая энциклопедия

Книги

• Комплект таблиц. Физика. 9 класс (20 таблиц) , . Учебный альбом из 20 листов. Материальная точка. Координаты движущегося тела. Ускорение. Законы Ньютона. Закон всемирного тяготения. Прямолинейное и криволинейное движение. Движение тела по…

Протон нейтронного происхождения

Механизм возникновения протона из свободного нейтрона

Василий Мантуров

Открытие ранее неизвестного явления в виде физического механизма, состоящего в том, что в известном процессе электронного бета- распада свободного нейтрона при появлении (с интервалом 10-16 минут) гамма-кванта не менее 1,022 МэВ одна из ближайших (по ядерным масштабам) к свободному нейтрону пара электрон-позитрон из моря Дирака, диполька (е-е+), диссоциирует на е+ и е-, и возникший при этом позитрон е+ немедленно рекомбинирует с нейтроном (захватывается), который превращается в протон нейтронного происхождения (ПНП) с излучением (высвобождением) электрона е- и энергии, частично невостребованной при рекомбинации позитрона е+ с нейтроном (и названной антинейтрино).

Электронный бета-распад свободного нейтрона - это один из видов бета-распадных явлений из области слабых ядерных взаимодействий.

«Нейтрон является простейшей системой, испытывающей β–распад, поскольку влияние сильных взаимодействий нуклонов отсутствует и процесс β–распада допускает практически однозначную интерпретацию. (выдел.-ВМ)»

Этот вид распада, называемого также бета-минус распадом (электронным бета-распадом), в символической (классической) записи выглядит так (1)

N -> p + e- + ν, (1)

где n – нейтрон, p – протон, e- – электрон, ν – антинейтрино.

К сожалению, он (1) ущербен, ошибочен по ряду признаков и контрпродуктивен. Об этом и будет речь ниже.

Вот, например, как преподносится (1) это явление в прошлом уважаемым академиком Кикоиным с одновременным признанием загадочностей, якобы преодоленных в нем. (Особых отклонений в , от почти нет.)

«Как известно, естественный бета-радиоактивный распад состоит в том, что ядра атомов одного элемента самопроизвольно (выдел. нами - ВМ) испускают бета-частицы, то есть электроны, и при этом превращаются в ядра другого элемента с атомным номером на единицу большим, но с прежней массой («Физика 10», § 103). Символически это превращение записывается так:

M Z X→ M Z+1 Y+ 0 −1 e .(2)

Здесь X - исходное ядро, Y - продукт распада, е - электрон (верхний индекс «0» показывает, что масса электрона по сравнению с атомной единицей массы очень мала).

Тщательное изучение бета-распада показало, что это явление таит в себе две загадки.

Загадка первая: «пропажа» энергии.

Если ядро X самопроизвольно превращается в ядро Y, то это значит, что энергия WX ядра X больше, чем энергия WY ядра Y. А энергия вылетающей при этом бета-частицы должна быть равна разности энергий WX - WY (если пренебречь энергией отдачи).

Поскольку все исходные ядра X одинаковы, равно как одинаковы и все получающиеся из них ядра Y, все вылетающие бета-частицы должны иметь одну и ту же энергию. Опыты же показывают, что энергия практически всех бета-частиц меньше, чем разность энергий WX - WY. Точнее: β-частицы имеют различные энергии, и все они лежат в пределах от нуля до максимального значения, равного WX - WY. Например, для бета-частиц, испускаемых ядрами 210 83 Bi (период полураспада 5 дней), максимальное значение энергии около 1 МэВ, а средняя энергия, приходящаяся на долю одной частицы, меньше чем 0,4 МэВ.

Создавалось впечатление, что бета-распад - это процесс, в котором, в нарушение закона сохранения энергии, энергия пропадает бесследно. Некоторые физики склонны были думать, что закон сохранения энергии, безусловно верный в мире макроскопических процессов, «необязателен» для некоторых процессов, связанных с элементарными частицами. К этой мысли (о возможности нарушения закона сохранения энергии) склонялся даже такой физик, как Нильс Бор.

Нейтрино

Закон сохранения энергии был, однако, «спасен» швейцарским физиком-теоретиком Вольфгангом Паули. В 1930 году он высказал предположение, что при бета-распаде из ядра вылетает не только электрон, но и еще одна частица, на долю которой и приходится недостающая энергия. Но почему эта частица никак себя не обнаруживает: не ионизует газ, как это делает электрон; ее энергия при столкновениях с атомами не переходит в тепло и т. д.? Паули объяснял это тем, что придуманная (выдел. нами-ВМ) им частица электрически нейтральна и не обладает массой покоя (http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._%D0%91%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BF%D0%B0%D0%B4#cite_note-0 ).

Загадка вторая: откуда берутся электроны?

Эта загадка бета-распада (ее можно было бы поставить и на первое место) состояла вот в чем.

Как известно («Физика 10», § 107), атомные ядра всех элементов состоят только из протонов и нейтронов. Как же из ядер могут вылетать электроны, которых там нет, и нейтрино, которых там тоже нет?

Объяснить этот удивительный факт (из ядра вылетает то, чего там нет) можно только тем, что частицы - протоны и нейтроны, образующие ядро, способны взаимно превращаться друг в друга. В частности, бета-распад состоит в том, что один из нейтронов, входящих в ядро радиоактивного элемента, превращается в протон.

При этом в ядре оказывается одним протоном больше, чем было, а общее число частиц остается прежним. Просто один из нейтронов стал протоном. Но если бы дело только тем и ограничилось, был бы нарушен закон сохранения электрического заряда. Природа таких процессов не допускает! Так вот, оказывается, что вместе с превращением нейтрона в протон в ядре рождаются электрон, отрицательный заряд которого компенсирует положительный заряд появившегося протона, и нейтрино, которое уносит определенную долю энергии. Таким образом, при бета-распаде в ядре происходит превращение одного из нейтронов в протон и рождение двух частиц - электрона и нейтрино. Протон остается в ядре, электрон же и нейтрино, которым в ядре быть «не полагается», вылетают из него.»

Сущность открытия

Обсудим это, хотя и прореженное, но весьма обширное цитирование из .

1. Для начала отметим, что уважаемый академик Кикоин свою символическую запись (2) отнес как бы ко всем трём видам бета-распадов (не разграничив их). И тем самым был сокрыт ряд других загадок, сопутствующих всем видам этого явления.

И тогда, по Кикоину, получается, что и в электронном бета-распаде свободного нейтрона рождение протона не противоречит: а) закону сохранения заряда (соблюдается); б) закону сохранения массы с погрешностью на массу электрона. Да, это так. Но только по Кикоину, если полагать, что массовое число нейтрона и протона одинаково: и тот и другой – нуклон, т.е. если считать в единицах нуклонов.

На самом деле законы сохранения массы и энергии здесь (2) не только не соблюдаются, а почему-то проигнорированы. Дело в том, что объективно масса нейтрона больше массы протона на 2-3 массы электрона . А появляется при бета-распаде только один, причем непонятно откуда. Пусть даже из нейтрона. Но и в этом случае лишней массой остается 1-2 массы электрона. И потому, видимо, автор не внес в (2) даже признаков закона сохранения так называемой «релятивистской» (E = mc 2) энергии, когда единица - масса электрона m e = 0,511 МэВ. Что это?

Упущение, недопонимание или обман?

Да, нейтрон обладает массой, превышающей массу протона. И формально правильно. Но только формально. Тогда откуда возникла загадка о пропаже энергии из арсенала верхней границы бета-распада Е 0 =1,022 МэВ? Откуда взяли, что она такой величины? И почему «пропажу» энергии списали на эфемерный антинейтрино?

Начнем выяснять правду.

Зададимся встречным вопросом. А почему это происходит примерно раз в 13-16 минут? По Александрову и , чуть больше 10 минут.

Ведь «… распад не бывает спонтанным, но всегда связан … с электромагнитным и корпускулярным излучением. Подобную гипотезу о запуске ядерных реакций внешним источником, выводящим систему из равновесия, выдвигали многие ученые. Даже пионер ядерной физики Ф.Содди соглашался с мнением Кельвина о том, что ядерные реакции не могут протекать самостоятельно … (т.е. без внешнего воздействия - ВМ). И Тесла … считал радиоактивный распад не спонтанным процессом, а индуцированным за счет космического излучения.»

И почему эти минуты связаны с важнейшим условием – с обязательностью появления гамма-кванта не менее 1,022 МэВ?

А это - экспериментальный факт. И об этом ничего не говорится ни Кикоиным, ни другими авторами. Следовательно, утаивается очень важный экспериментальный факт? А, как известно, экспериментальные факты являются основой для построения теорий . Так почему утаили? Да потому что этот факт свидетельствует вот о чем: протон, возникающий при этом, не тождествен обычному, стабильному «навсегда», вечно живущему протону.

Речь уже идет по существу о новой частице. Получается, что в результате (1 и 2) возникают не просто протон, а протон нейтронного происхождения (ПНП) . А лишь затем - электрон и какая-то энергия.

Электронный, т.е. бета-минус-распадный протон – это протон нейтронного происхождения (ПНП), который, в отличие от стабильного «навсегда» протона, 1) подвержен позитронному бета-распаду, 2) «тяжелее» нейтрона на массу электрона (точнее, позитрона – см. ниже), так как ПНП – это нейтрон плюс позитрон (*). Следовательно, его (ПНП) масса превышает массу нейтрона еще и на массу позитрона, т.е. теперь уже на 3-4 m e .

По Кикоину и ФЭ, - n -> p + e- + v,

А по Открытию, - n -> (n + e+) + e- + …, (*)

где (n + e+) = ПНП ~ p,

а не по Кикоину

P = n - e- - v, (**)

Хотя и при (**) все равно массы (n – e-) > p

3) следовательно, такая реакция (*) не может осуществляться без затраты дополнительной энергии. Она эндотермическая.

4) откуда-то появляется позитрон , без которого нейтрон не может превратиться в протон (ПНП) . Но и об этом умалчивается, нигде даже не упоминается.

Это что, сокрытие типа “замели под ковер» (по Фейману) , обман или ошибка?

Природа здесь, в отличие от автора , объективна и правдива: чтобы появился и позитрон, и протон (ПНП) вместо нейтрона, к его «релятивистской» энергии Природа добавляет весомый добавок 1,022 МэВ.

А так как баланс энергии даже и в этом, электронном бета-распаде свободного нейтрона, всегда нарушается, и академнаука не может это объяснить, то предпочли про спонтанный добавок 1,022 МэВ утаить, скрыть и забыть. Будто в Природе и не существует такого «гадкого утенка».

Таким образом, утаиваются важнейшие экспериментальные факты!!! А именно, О непременном участии гамма-кванта 1,022 МэВ и позитрона в реакции (2) . А без этой информации физика этого процесса становится безнадежно ущербной. В том, в каком она сведена к словам и Кикоина и многим, многим другим авторам, не исключая ни ФЭС, ни ФЭ: «Просто один из нейтронов стал протоном ».

Следует признать, однако, что многие авторы все-таки делали попытку выполнить анализ и в отношении закона сохранения энергии в Эйнштейновском толковании (масса <=> энергия).

А так как энергетического баланса не достигали, то Маляров попытался учесть и разницу масс нейтрона и протона в атомных единицах массы. Но он при этом не учел, что здесь участвует и гамма-квант 1,022 МэВ и позитрон. Может быть, он, Маляров, уже из тех, кто уже был обманут и не мог об этом знать?

И Широков с Юдиным пытались это сделать, но признали, что « … для изучения β-распадных процессов надо пользоваться не энергией связи, а дефектом массы ((2.7)), поскольку в энергии связи не учитывается энергия, выделяющаяся при превращении нейтрона в более легкую частицу – протон (выдел.-ВМ) и поглощающаяся при обратном процессе.» (Энергия связи - теория сложная, нам она не в помощь, и мы её касаться не будем.- ВМ)

Здесь у Широкова с Юдиным явное присутствие понимания процесса бета-распада в духе: масса прекращается в энергию, а энергия в массу. Это их философское кредо.
На самом же деле, возможно, суть в том, что, согласно Открытию, нейтрон, превращаясь в ПНП, остается и его основой, следовательно, никакого выделения энергии в виде дефекта массы не происходит. Нейтрон превращается в ПНП и обратно, оставаясь целеньким нейтроном, +- е+. Никакая эквивалентность энергии и массы здесь не имеет места.

Модель бета-распада. Мы говорим, что нейтрон в ядре выполняет роль цемента или магнита. Осуществим такую метаморфозу. Нейтрон представим (заменим) двухполюсным магнитом, например в виде короткого прямоугольника. Причем магнитное поле пусть возьмет на себя роль ядерных сил: они короткодействующие. А протон пусть – в виде железного шарика соответствующего размера. (Железо тянется к магниту, как протон к ядерным силам). А еще обзаведемся парой тоже железных шариков, пусть, на порядок меньшего размера = е+ и е-. И пусть они будут у нас позитронами и электронами. Пусть и большие шарики и мелкие обладают соответствующим зарядом одинаковой величины и, следовательно, покрыты изолирующей пленкой.

Начнем моделировать.

С этой целью к одному из полюсов магнита-нейтрона поднесем пару е+е-. Нам и нейтрону-магниту от этой пары нужен только е+ - позитрон. Следовательно, необходимо разорвать е+е- на части. Разорвать, значит затратить какое-то усилие и энергию (так и Природа поступает: 1,022 МэВ). И присоединим шарик е+ к магниту (да он и сам присоединится). Получим модель ПНП = «(магнит = нейтрон) + е+». Мы таким образом повторим процесс электронного бета-распада, который установлен Природой.

Можно к магниту присоединить или один большой шарик-протон, или два таких. Получим или дейтрон, или гелий три.

А еще можно получить модель

«р + [(магнит = нейтрон) + е+]». (***)

(р + ПНП) = = 2 He 2

Это тоже гелий, но гелий два-два 2 He 2 , бета-плюс-распадный. У него внутри есть и нейтрон, но теперь этот нейтрон выполняет роль протона ПНП. А встречается такой 2 He 2 ? ДА - ПОДТВЕРЖДАЕТ ВИКИПЕДИЯ!!!

«Атомное ядро состоит из нуклонов - положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия. … Единственный стабильный атом, не содержащий нейтрон в ядре - лёгкий водород (протий). Единственный нестабильный атом без нейтронов - Гелий-2 (дипротон) (выдел . -ВМ). (Материал из Википедии Атомное ядро ).

.»

Но вернемся назад, от «магнит-нейтрон» к «магнит-нейтрон + е+». Понятно, что ни малейшего «дефекта массы» здесь не может быть. Мы же от магнита ни малейшего кусочка и не откалывали и не приклеивали назад.

То же самое увидим и при позитронном бета-распаде: приблизим к «магнит + е+» шарик е- с достаточно сильным зарядом отрицательного знака. Маленький шарик е+ ускользнет и останется вновь свободный «магнит-нейтрон». А позитрон рекомбинирует с отрицательно заряженным шариком, превратившись в е+е-.

Она, эта виртуальная энергия («дефект массы» = 0), так и остается в нейтроне-основе ПНП, как и в нашей модели. Здесь «распиливается» только энергия 1,022 МэВ, ниспосланная Природой, для извлечения е+ из дипольки е+е-.

Пусть желающий продолжит моделирование, чтобы убедиться, что 1) никакого изотопа «р + магнит + р, + р » не построить, потому что 2) у магнита только два полюса, как и у нейтрона – только два «гнезда» , , к которым можно присоединиться протонам, или протону и позитрону, или только одному позитрону (электронный бета-распад свободного нейтрона).

Но неужели и упомянутые, и другие уважаемые физики ничего не знали об экспериментах А.И.Алиханова? Об открытии им т.н. внешней парной конверсии? Речь идет вот о чем.

«В некоторых случаях возбужденное атомное ядро, при условии, что энергия возбуждения превосходит энергию покоя двух электронов (Е > 2m e c 2 …), вместо реального гамма-кванта испускается виртуальный квант. Виртуальный гамма-квант тут же превращается в е+е- -пару, исходящую, можно сказать, из атомного ядра (это ошибочное мнение, здесь всё перевернуто с ног на голову –ВМ ).» О чем это?

Да о том, что нейтронно-избыточное ядро атома как-то возбуждается до энергии больше 1,022МэВ, прежде чем подвергнуться бета-распаду. А такое возбуждение возможно лишь благодаря вмешательству внешних сил , т.е. при появлении и воздействии Алихановского «виртуального» гамма-кванта больше 1,022 МэВ. Который, чтобы извлечь необходимый для превращения нейтрона в ПНП, и способствует диссоциации уже поляризованной дипольки, т.е. превращению её в «е+е- -пару». И не исходящую из атомного ядра, как полагали тогда, а рожденную-диссоциированную в поле этого ядра. Значит, Алиханов знал и о судьбе позитрона и участии 1,022 МэВ. Выходит, что дарованный Природой гамма-квант 1,022 МэВ, назвали виртуальным, чтобы затем «отмазаться» от него, чтобы не упоминать о нём? Физики должны были обо всём, об этом знать.

Есть все основания заявить, что они знают об этом. Ниже помещен, извлеченный из ФЭ стр. 192 рис.3.

Присмотримся и увидим: график со спектрами развернут по оси абсцисс (шкала энергий в единицах mc е 2) между 1 и 2-мя такими единицами (mc 2).

Вот и современный физик Семиков, преданный и сторонник и продолжатель Баллистической теории Ритца, пишет: «… при рождении электрон-позитронных пар (а мы утверждаем, что бета-распады и непременное участие в них с рождением и «аннигиляцией» пар - процесс нераздельный - ВМ) частицы, как показали опыты, не рождаются из вакуума, а выбиваются из ядер (точнее, диссоциируют вблизи ядер - ВМ) γ -лучами».

Да и мы вновь и вновь повторяемся, не претендуя на авторство, что Природа дарит гамма-квант не менее 1,022 МэВ. Откуда это совпадение?

Так – обманывают они, или уже были обмануты???

2. А при обратном процессе, т.е. при позитронном бета-распаде поглощается - только часть энергии электрона: на соблазнение и похищение позитрона из ПНП. Зато излучаются два гамма-кванта по 0,511 МэВ. И у Ишханова с соавторами при описании горения водорода находим, что и при протон-протонных реакциях, т.е. (в частности) позитронных бета-распадах, выделяется энергия Q > 1,20 МэВ.

Вот пример, « 13 N -> 13 C + e+ v e (Q = 1,20 МэВ, T = 10 мин.)»

Откуда здесь = 1.20 МэВ? Ответ: этот позитрон е+ вмиг соединится с е-, и выделится примерно 2 х 0,511 МэВ.

Тем самым, мы подошли к объяснению «второй загадки».

Вопрос не только в том, «откуда берутся электроны?» А и в том, - как и зачем они появляются? Их действительно (в науке, кажется, не было подобного опровержения) нет ни в ядрах, ни в нейтроне, ни в протоне.

Но нас не устраивает и само объяснение такого типа: «Просто один из нейтронов стал протоном» … И в виде:

«Таким образом, при бета-распаде в ядре происходит превращение одного из нейтронов в протон и рождение двух частиц - электрона и нейтрино.»

Мы как раз и ищем ответ чуть-чуть более общей загадки: как не просто один из нейтронов становится протоном. Каков физический механизм этого явления, из сущности которого утаили о непременном участии гамма-кванта 1,022 МэВ и позитрона? Да еще в сопровождении двух не нужных частиц, одна из которых ПРИДУМАНА.

Получается, что о причастных утаили, а непричастного – придумали, при(о)писали и пропагандируют вовсю.

«Гипотезу о существовании чрезвычайно слабо взаимодействующей с веществом частицы выдвинул 4 декабря 1930 г. Паули - не в статье, а в неформальном письме участникам физической конференции в Тюбингене:

…имея в виду … непрерывный β-спектр, я предпринял отчаянную попытку спасти «обменную статистику» и закон сохранения энергии. Именно имеется возможность того, что в ядрах существуют электрически нейтральные частицы, которые я буду называть «нейтронами» и которые обладают спином ½… Масса «нейтрона» по порядку величины должна быть сравнимой с массой электрона и во всяком случае не более 0,01 массы протона. Непрерывный β-спектр тогда стал бы понятным, если предположить, что при β-распаде вместе с электроном испускается ещё и «нейтрон», таким образом, что сумма энергий «нейтрона» и электрона остаётся постоянной.

Я признаю, что такой выход может показаться на первый взгляд маловероятным… Однако, не рискнув, не выиграешь; серьёзность положения с непрерывным β-спектром хорошо проиллюстрировал мой уважаемый предшественник г-н Дебай, который недавно заявил мне в Брюсселе: «О… об этом лучше не думать вовсе, как о новых налогах».

- «Открытое письмо группе радиоактивных, собравшихся в Тюбингене», цит. по М. П. Рекало.

Понятно, что в те времена (1929-30гг.), когда Паули обнаружил несоблюдение подобного баланса, ошибка состояла в том, что им (Паули) рассматривалась пара протон и электрон, якобы возникшие (из нейтрона, хотя он, как и позитрон еще не были открыты) ,

Да, об участии в бета-распаде и позитрона тогда (4 декабря 1930 г.) еще, понятно, не догадывались. Как и о нейтроне. Следовательно, для построения теории Паули тогда еще не было достаточных оснований. Потому она и ущербна. (Зато он рискнул и … выиграл, а мы?). Хуже того и с открытием позитрона и нейтрона теорию Паули-Ферми практически не стали корректировать. Физике нужна почти столетняя стагнация по этому вопросу?

ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ДОСТОВЕРНОСТИ ОТКРЫТИЯ

В нашем открытии утверждается, что электронный бета-распад свободного нейтрона наступает благодаря тому, что нейтрон обладает свойством присоединять себе позитрон и тем самым превращаться в протон иного вида (протон нейтронного происхождения). Но такое уникальное явление происходит лишь в том случае, если в нужном месте и в нужный момент времени появляется гамма-квант 1,022 МэВ, который приводит к диссоциации наиближайшей к нейтрону дипольки (е+е-) из «моря Дирака». Именно для этого свободный и не свободный нейтрон, приготовившийся для осуществления данной «операции», праздно гуляет целых 10-16 минут, ожидая свою очередь. По ядерным масштабам – это очень долго. Но наступает-таки и этот миг. И в результате – появившийся гамма-квант (1,022 МэВ) разрывает, диссоциирует дипольку (е+е-) на позитрон е+ и электрон е-.

Каждый из них получает при этом порцию энергии 0,511 МэВ с соблюдением баланса количества движения (векторов) . И позитрон соединяется с нейтроном .

Так вот, откуда берутся и электрон и позитрон? И прежде всего – позитрон? Без позитрона нельзя сконструировать протон (нейтронного происхождения). И поэтому его (позитрон) откуда-то нужно было извлечь. И затратить энергию. У Александрова есть оговорка : «Характерная энергия ядерных процессов имеет порядок мегаэлектронвольт, …“» Происходит диссоциация дипольки (е+е-). Высвобождается и позитрон и электрон. Но только позитрон и нужен. Затем происходит рекомбинация позитрона с нейтроном. Так нейтрон превращается в протон нейтронного происхождения.

Загадка, «откуда взялся электрон?» превратилась в отгадку, откуда взялся и позитрон, а не только электрон. Мы ее открыли??!!! НЕТ!!! Мы, скорее, вскрыли зачем-то сокрытое.

И физики знали, что сама Природа помогает физикам в этом явлении. Что она посылает квант энергии величиной не менее 1,022 МэВ как к тяжелому ядру, так и к свободному нейтрону.

Вот почему протон нейтронного происхождения ПНП – так мы его назвали – оказывается массивнее нейтрона еще и на массу позитрона. А ведь нейтрон и так массивнее обычного протона на 2-3 массы электрона. И вот почему академнаука об этом умалчивает. И не просто умалчивает, а переписывает, переписывает и переписывает в Интернете физику этого явления в духе и Википедии. Физика – наука или политика?

Вины Паули здесь нет: еще не был открыт позитрон (1932 г.), но нейтрон-нейтрино уже был им придуман.

И это стало еще одной причиной появления гипотезы Паули и Ферми. Но позитрон был-таки открыт. Согласно нашей же точки зрения, не протон и электрон диссоциируют друг от друга, а электрон – от позитрона под действием 1,022 МэВ.

Такое, как по Паули, нарушение баланса количества движений не может возникнуть в принципе, если диссоциации подвержена диполька (е+е).

К сожалению, вслед за открытием позитрона не последовало пересмотра и уточнений физики данного явления с участием гамма-кванта 1,022 МэВ, позитрона и электрона. Ведь нейтрон тоже был открыт в 1932 г. Но это открытие было учтено Ферми. Так почему же так не повезло и гамма-кванту 1,022 МэВ, и позитрону, да еще такая нелепая ситуация сохраняется и до сих пор?

И еще. Да, они, именно они, рожденная пара электрон-позитрон, должны разлететься при этом в разные стороны, соблюдая баланс импульсов.

И все-таки разлетаются не совсем произвольно. И здесь открывается тоже узел загадок.

Близость дипольки к нейтрону сказывается на поведении позитрона? Это тоже интересное обстоятельство. С одной стороны, если нейтрон жаждет заряд позитрона, то для такой их рекомбинации, как и всякой рекомбинации, затраты энергии почти излишн и. Некому противостоять, если за спиной свободного нейтрона нет протона (как в дейтроне). Позитрон попросту ускользает из сопровождавшей его волны де Бройля, да еще с энергией 0,511 МэВ. А она ему почти (≠) = 0не нужна. И поэтому в спектре электрона бета-распада нейтрона даже максимум его (электрона) энергии не достигает предельной: 1,022 МэВ. Правда, в дейтроне ситуация усложняется, но это обстоятельство на порядок-другой реже.

Близость к нейтрону сказалась на поведении позитрона, и лишь опосредовано - на электрон. Частица с названием «свободный нейтрон» жаждала позитрон в своих объятиях. Причем, и место для этого уже было предопределено: нейтрон обладает двумя гнездами, к которым могут присоединиться один или два протона, или один позитрон: у позитрона связи с нейтроном слабее, чем у протона. (Иначе мог бы образоваться гелий –два с одним нуклоном.) Обычно такое место предназначено для протона. Но вблизи ядра свободных протонов не оказалось. И хотя позитрону по своей стати (массе, градиентности электрического поля и форме) далеко до протона, но за неимением такового и позитрон может сгодиться: ведь нейтрону нужен положительный заряд. Заряды протона и позитрона одинаковы.

Потому позитрон из состава наиближайшей дипольки (е+е-) уже «поглядывал», поляризовался на жаждущий его нейтрон и место на нем, приготовленное для «соединения» с нейтроном. И не просто поглядывал, а тянулся в это место. Тянулся потому, что электрон дипольки и не собирался его отпускать. Ведь они, пара, когда-то при воссоединении друг с другом затратили на это всю свою кулоновскую силу, излучив энергию (2 х 0,511 МэВ).

Но вмешивается Космос (или что-то иное), и появляется гамма-квант 1,022 МэВ.

Мы не знаем, как этот гамма-квант работает, но он разрывает дипольку на е- и е+, даруя каждому из них по 0,511 МэВ. И если позитрон так близок к гнезду нейтрона, что ему не нужна энергия на работу входа, то ее излишество или достается электрону, или превращается в НЭ – невостребованную энергию (названную нейтрино). Если же диполька была достаточно далеко от гнезда нейтрона, то электрон будет еще тянуться за позитроном, теряя и скорость и энергию. Это – работа расставания.

Пусть звучит грубо. Но по-научному, - происходит рекомбинация позитрона с нейтроном. Лишь в результате этого процесса и происходит превращение нейтрона в протон. (n + e+ => = ПНП ≈ p).

И тем (в частности, отсутствием протона) бета-распад свободного нейтрона является особенным, что со всеми случайностями, отмеченными ниже (для не свободного нейтрона), остаток волны де Бройля позитрона становится на две трети (в среднем) меньше. И это до сих пор озадачивает ядерщиков. В те времена корифеи физики Паули и Ферми восприняли этот казус, пропажу части энергии, чуть ли не как нарушение мирового порядка в ядерной физике. И виновным за это «назначили» нейтрино. Вот потому ядерщики до сих пор ищут эту придуманную «частицу». Но Кикоин и об этом (об этих причинах) как-то умолчал. А правительства, удовлетворяя настойчивость ядерщиков, вынуждены тратить средства, и не малые, на поиски этой придумки. И школьники, став чиновниками, будут продолжать верить в нейтрино-частицу. Это чем оправдано?

С другой стороны, в случаях такого же бета-распада сложных и много нуклонных ядер входу позитрона в заждавшийся его нейтрон противостоят все протоны ядра (кривая Z=80,β-). И на преодоление их кулоновского противодействия позитрон затрачивает практически всю часть своей (причитающейся ему) энергии (0,511 МэВ). Но и электрону не редко достается значительная часть энергии (1,022 МэВ) гамма-кванта, дарованного Природой. Дело в том, по-видимому, что расстояние до «гнезда» нейтрона, которое позитрону необходимо преодолеть, ничем не определено, его величина случайна. Оно, разумеется, очень мало, но в ядерных масштабах разница бывает велика, и кулоновское поле велико. Вот и приходится позитрону делить с электроном, своим напарником, причитавшуюся им энергию 1,022 МэВ «по-братски». Так электрон оказывается медленным в числе многих на спектральном графике на кривой Z = 80,β.

Рис. 3. Энергетические спектры разрешенных переходов с кулоновской поправкой для Z=80 и Z=0 для 1 МэВ; в случае Z=0 b- и b+-спектры совпадают. По оси абсцисс отложена полная энергия электрона.

Кулоновское поле ядра увеличивает вероятность испускания электронов и уменьшает вероятность испускания позитронов в области низких энергий.

ВНИМАНИЕ!!! Из рис.3, полученного теоретически, видно, кстати сказать, что полная энергия электрона теоретиками была заложена в теорию как исходная, как базовая . Но почему она в точности совпадает с 1,022 МэВ, о которой мы толкуем с самого начала как о дарованной Природой? И почему она одинакова и для бета-распада свободного нейтрона и для Z=80- ? Большинство авторов счет ведут в атомных единицах, и тогда в таблицах появляются десятки МэВ, а не 0-1,022 МэВ. Значит, знали, знают, и получается, что обманывают?

Итак, к нейтрону присоединился позитрон, еще больше утяжелив его по сравнению с нейтроном «до того». Следовательно, нейтрон, который и без того тяжелее протона на 2-3 массы электрона, превратился в ПНП - протон нейтронного происхождения. И это значит, что протон, возникший из нейтрона, стал тяжелее нейтрона еще и на массу позитрона. А это – грубое нарушение по-релятивистского закона сохранения энергии. Скрытый в (2). Скрыто нарушение закона сохранения энергии!!! И об этом – ни слова ,,, , , Будто и не известно об этом. ОБМАН!!??!

И об этом у Кикоина тоже ни слова. И потому о 1,022 МэВ и причастных к этому гамма-кванту и позитрону Кикоин и упоминает мимоходом, как о, якобы, непричастных.

Хотя обвинить его в незнании этого процесса, разумеется, невозможно: он знал Иоффе, он и учился и работал под руководством Иоффе. А Иоффе был привлечен к исследованиям Алихановым, директором института. Это значит, что Иоффе знал об открытии Алихановым парной конверсии. И потому весьма подробно описал явление бета-распада и особенно бета-распада свободного нейтрона еще в 1934 г. [Наука и жизнь 1934. Я эту статью прочитал в 2005 году (далеко от Москвы), но не читайте её по интернету , там всё адаптировано про Кикоински]. Он знал и Шпольского, автора «Атомной физики» 1944 года. А в ней Шпольский признал:

«… относительно β-распада можно сказать, что он представляет труднейшую проблему ядерной физики.» [(28, с.555)] И что бета-распад как-то связан с внутренней конверсией. [(28, с.555)] Шпольский тоже не упоминает об Иоффе. И об участии позитрона в бета-распаде не упоминает. Что - странно!? Правда, позитрону он посвятил несколько страниц своей книги, но в основном в связи с теорией Дирака и аннигиляцией. Кстати, в адрес теории Дирака он отметил: «Ее достоинством, в частности, является то, что она дает возможность просто объяснить аннигиляцию частиц и показывает, что никакого уничтожения частиц здесь вовсе не происходит (выдел.- ВМ), так что самый термин «аннигиляция» не передает сущности процесса.» Поэтому он подчеркивал, что «… при поглощении фотона с энергией > 2m e c 2 вблизи какого-нибудь ядра электрон с отрицательной энергией может перейти на уровень» положительной энергии, т.е. … появится пара частиц электрон-позитрон .» Значит, по Шпольскому, море Дирака - состоит не из дырок-антиэлектронов, а из диполек (е+е-). И я это утверждаю. Наши взгляды совпали. Ура!!! Они образуют квазикристаллическую систему, аналогичную решетке Изинга.

Разгадка о том, откуда берется электрон, теперь понятна. Следует лишь дополнить, что в рассмотренном процессе электрон не вылетает ни из ядра, ни из нейтрона. Он там и не бывал. Электрон появлялся как лишний, неприкаянный объект. Лишний!!! Потому что избыточному нейтрону очень-очень нужен был положительно заряженный позитрон (и даже не всегда протон! Это уж - дальний прицел Природы: цепочки бета-распадов! ). А они, позитроны, свободными в Природе почти не бывают. Ведь это один из представителей «антиматерии». О которой мы часто говорим, но так мало знаем. Поэтому Природа позволяет (как в бета-минус-распаде) разрывать, диссоциировать, отдельные дипольки. А это можно осуществить только с затратой гамма-кванта не менее 1,022 МэВ и в присутствии «потребителя» = нужное место .

Всем физикам известно, что именно благодаря гамма-кванту 1,022 МэВ во всей Вселенной и происходят процессы рождения пары частиц, позитрона с электроном. И обратный ему процесс (см. ниже рис. 9.2) с ярко выраженным пиком 511 кэВ .

Но именно об этом, об участии позитрона в бета-распаде, Кикоин и умолчал. А почему? Потому что не знал, зачем здесь нужен позитрон!!!?? Да знал он, знал. Иоффе, его начальник, об этом большую статью опубликовал. (Наука и Жизнь 1934)

Но тогда получается, что это - проект о каком-то замысле типа: молодым мы об этом не скажем. И последующие, следовательно, - не догадаются, так как внешне выглядит всё в порядке: масса нейтрона больше массы протона и электрона. Да еще и излишествует, чем и пользуется (распиливает) вороватый нейтрино.

Так в учебниках Кикоина по физике для старшеклассников и создается видимость соблюдения законов сохранения в бета-распадах. А позже они станут лицами, принимающими решения. И изобретатели никогда их не переубедят. Слава начальникам и горе инноваторам.

Всё как-то вертится вокруг да около.

Так – нарушение или нет? А судьи кто? Да те же, кто утаивает.

Изложенное выше позволяет нам вместо (1) и (2) предложить уравнение электронного бета-распада в виде, где нет нарушения закона сохранения энергии

{n + (e+e-) + 1,022 МэВ} => {(n + e+) + e- + НЭ} => {ПНП + e- + НЭ}, (3)

Здесь n – нейтрон; (e+e-) - диполька из моря Дирака; НЭ – невостребованная энергия (при рекомбинации позитрона с нейтроном). Но она только часть энергии гамма-кванта 1,022 МэВ. А остальная - не (анти)нейтрино унесена, а затрачена (как работа) на вход в нейтрон (неопределенность расстояний, ориентаций, образование собственной волны де Бройля и т.д.). В физике бета-распадов нет такого понятия «затрата работы на вход позитрона в нейтрон »;

ПНП – протон нейтронного происхождения. В первой фигурной скобке показано, что диполька, облюбованная нейтроном, жаждущим позитрона, готова к диссоциации (поляризована), и появился долгожданный квант энергии, необходимый для осуществления диссоциации.

Во второй фигурной скобке – уже свершилось: диссоциация завершена и нейтрон воссоединил к себе позитрон, совершилась работа входа. Электрон стал третьим лишним – вот почему он появляется в (1,2 и 3). Нет здесь придуманных (анти)нейтрино. Зато есть остаток энергии НЭ, невостребованной в процессе рекомбинации позитрона с нейтроном.

А в третьей – показано, что нейтрон с позитроном превратились в ПНП – протон нейтронного происхождения , электрон так и остался неприкаянным, а НЭ каждый раз разная, и такой она проявляется на сплошном графике спектра.

Итак, открыт протон нейтронного происхождения ПНП – новая, ранее не признаваемая частица! Что и требовалось доказать.

Если сравнить (3) с (1), то обнаружим, что левая часть (1) существенно беднее содержимого первой фигурной скобки в (3).

Примечание . О некоторых дополнительных фактах-аргументах, свидетельствующих о правильности нашего открытия, сказано в .

ОБЛАСТЬ НАУЧНОГО И ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТКРЫТИЯ

Самые главные заслуги нашего открытия состоят в том, что

а) открыт второй вид протона, а именно – протон нейтронного происхождения (ПНП) в виде ПНП = (n + e +);

б) который Природой наделен способностью при атаках на него электронов жертвовать (как ящерица - хвостом) позитроном и вновь превращаться в нейтрон (позитронный бета-распад), как и при инициации К-захвата;

{[ПНП = (n + e+)] + e-} -> -> (4)

Здесь в фигурной скобке: электрон атакует ПНП, т.е. нейтрон с присоединенным в нему позитроном, и выманивает (тоже с затратой работы), похищает позитрон из ПНП.

В первой квадратной скобке: похищенный позитрон воссоединяется («аннигилирует») с электроном, превратившись в дипольку (е+е-), с выделением, излучением двух гамма-квантов по 0,511 МэВ. И тем самым высвобождается нейтрон, до того пребывавший в тоге ПНП. Заметим также, что похищению позитрона (уменьшению тоже затраты работы) способствуют и все протоны ядра (сложного). Колпаков об этом упоминает, но с позиций теории;

Во второй квадратной скобке: тот же нейтрон, излученная пара гамма-квантов и пустое место - исчезнувшая от наблюдений электронейтральная диполька (е+е-), возвратившаяся в море Дирака;

в) дораскрыто ранее неизвестное свойство нейтрона, состоящее в том, что он, нейтрон, способен присоединять к себе или 1-2 протона. Или - один позитрон. В этом случае нейтрон с присоединенным позитроном превращается в протон нейтронного происхождения ПНП. Или - один протон и один позитрон, превращаясь в позитронный бета-распадный гелий 2 He 2 (***). Десятилетия мечтал я, что гелий два-два существует и это – доказательство моей гипотезы о кристаллической природе нуклонов и ядер, причем конструктивно повторяющих мою гипотезу ,. Только наше Открытие позволяло и позволяет понять, как устроен гелий 2 He 2 и предсказать его существование. Но не было ни малейших сведений об этом. А 4 января 2015 года мне удалось найти эти сведения в Википедии. УРА!!!

Или даже – в гелий с единственным нуклоном 2 He 1 .

Без нейтрона – два протона не соединяются, а с нейтроном – они в гелий 2 He 2 превращаются. Потому что они, протоны, разные;

г) раскрыт тем самым физический механизм слабых взаимодействий;

д) приоткрыт источник энергии в виде «аннигиляционного» излучения двух гамма-квантов по 0,511 МэВ при управляемых позитронных бета-распадах рис 9.2

Рис. 9.2. Основные физические механизмы генерации космического гамма-излучения. В области малых энергий (менее 1 МэВ) наблюдается мягкое гамма-излучение, возникающее при взаимодействии космических протонов с ядрами. Возбуждённые ядра переходят в основное состояние, с излучением гамма-квантов (механизм 1). В этой же области энергий происходит генерация дискретной линии 511 кэВ в результате аннигиляции электронов и позитронов (2). Движение электронов в магнитных полях сопровождается синхротронным излучением гамма-квантов при более высоких энергиях (3). Рассеяние электронов на фотонах малой энергии (например, на реликтовом излучении) приводит к так называемому обратному комптоновскому рассеянию гамма-квантов (4). В области
МэВ-ных энергий преобладает эффект генерации гамма-излучения при распаде нейтральных пионов, возникающих при столкновениях протонов космических лучей (5) ;

е) открылся подарок Природы людям, заключающийся в том, что человеку нет надобности нарабатывать (подражая Природе) и делать запас водорода в виде атомов с ПНП-ядрами. Природа это делает миллиарды лет (3) и накопила их, видимо, достаточно: рис 9.2. Человеку (в безбрежной Сибири) остается научиться выделять (из снега) водород с ПНП-ядрами и безопасно их использовать в качестве источника энергии;

ж) открытие позволяет нам разгадать гораздо большее количество загадок, таившихся в бета-распадных явлениях, в том числе, похоже, их участие в так называемом ХЯС. и

СВЕДЕНИЯ О ПРИОРИТЕТЕ И ПРИЗНАНИИ НОВИЗНЫ И ДОСТОВЕРНОСТИ

1. В прежние годы(60-е,70-е) я несколько раз обращался в Академию Наук СССР с просьбой рассмотреть мою гипотезу о кристаллическом строении ядер химических элементов, о их хорошем совпадении с известным тогда изотопическом составом (спектром) и даже с кривой ядерных сил трёх частиц. Мне отвечали и отписками, и разъяснениями, но я был военным, переводился в разные города и места, и многое утеряно. В АН СССР могут сохраниться.
2. В НИИЯФе, где я работал и учился на вечернем инженерном физ.факе МГУ, моей гипотезой не заинтересовались.
3. С появлением и у меня компьютера я засел за изучение накопившихся у меня книг по ядерной физике (после перенесенных инфарктов я уже не мог посещать Ленинку) и в результате сначала опубликовался в , ТМ , а затем издал книгу .
4. C 2009 г. начал выкладывать свои статьи в Интернет , , , , , . .

ФОРМУЛА ОТКРЫТИЯ

Открытие ранее неизвестного явления в виде физического механизма, состоящего в том, что в известном процессе электронного бета-распада свободного нейтрона при появлении (с интервалом 10-16 минут) гамма-кванта не менее 1,022 МэВ одна из ближайших (по ядерным масштабам) к свободному нейтрону пара электрон-позитрон из моря Дирака, диполька (е-е+), диссоциирует на е+ и е-, и возникший при этом позитрон е+ немедленно рекомбинирует с нейтроном (захватывается нейтроном), который превращается в протон нейтронного происхождения (ПНП) с излучением (высвобождением) электрона е- и части энергии, оставшейся невостребованной при рекомбинации позитрона е+ с нейтроном, (получившей название антинейтрино).

Библиография

1. Александров Ю.А. Фундаментальные свойства нейтрона М. 1982;

2. Аленицын А.Г., Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Краткий физико-математический справочник М 1990;

3. Ишханов Б.С. Нуклеосинтез во Вселенной;

4. Кикоин А.К. Две загадки бета-распада //Квант. - 1985. - № 5. - С. 30-31, 34;

5. Колпаков П.Е. Основы ядерной физики М 1969;

6. Маляров В.В. Основы теории атомного ядра М 1959;

7. Мантуров В.В. К вопросу о «скрытой массе Вселенной» ;

8. Мантуров В.В. Ядерные силы. Предложение разгадки ТМ февр. 2006;

9. Мантуров В.В. От кристаллических нуклонов и ядер к разгадке распределения простых чисел М 2007; 2007 и http://www.сайт/ ;

13. Мантуров В.В. О размере фотона или Гидрино Природой не предусмотрено ;

14. Мантуров В.В. Протоны различны, скорее, от природы, чем из-за навешанных на них «ярлыков» - спинов, ;

15. Мантуров В.В. Слабые взаимодействия. Новые представления 18. Нейтрино Википедия;

19. Панасюк М.И. Странники Вселенной или эхо Большого взрыва 1992 МГУ, http://nuclphys.sinp.msu.ru/pilgrims/;

20. Первый директор ИТЭФ, http://www.itep.ru/rus/history/Alihanov.shtml;

21. Семиков С.А. Баллистическая Теория Ритца и картина мироздания Нижний Новгород 2013;

22. Субатомная физика. Под редакцией проф.Б.С.Ишханова, МГУ, М 1994;

23. Таблица изотопов http://logicphysic.narod.ru/Tabl_H_Si.htm;

24. Физический энциклопедический словарь;

25. Физическая энциклопедия;

26. Ученый NASA заявил о работе реактора синтеза без синтеза http://www.membrana.ru/particle/16230/;

27. Широков Ю.М. и Юдин Н.П. Ядерная физика М 1972;

Ядра атомов устойчивы, но изменяют свое состояние при нарушении определенного соотношения протонов и нейтронов. В легких ядрах должно быть примерно поровну протонов и нейтронов. Если в ядре слишком много протонов или нейтронов, то такие ядра неустойчивы и претерпевают самопроизвольные радиоактивные превращения, в результате которых изменяется состав ядра и, следовательно, ядро атома одного элемента превращается в ядро атома другого элемента. При этом процессе испускаются ядерные излучения.

Существуют следующие основные типы ядерных превращений или виды радиоак­тивного распада: альфа-распад и бета-распад (электронный, позитронный и К-захват), внутренняя конверсия.

Альфа-распад – это испускание ядром радиоактивного изотопа альфа-частиц. Вследствие потери с альфа-частицей двух протонов и двух нейтронов распадающееся ядро превращается в другое ядро, в котором число протонов (заряд ядра) уменьшается на 2, а число частиц (массовое число) на 4. Следовательно, при данном радиоактивном распаде в соответствии с правилом смещения (сдвига), сформулированным Фаянсом и Содди (1913 г.), образующийся (дочерний) элемент смещен влево относительно исходного (материнского) на две клетки влево в периодической системе Д. И. Менделеева. Процесс альфа-распада в общем виде записывается так:

где X– символ исходного ядра;Y– символ ядра продукта распада; 4 2 He– альфа-частица,Q– освобожденный избыток энергии.

Например, распад ядер радия-226 сопровождается испусканием альфа-частиц, при этом ядра радия-226 превращаются в ядра радон-222:

Энергия, выделяющаяся при альфе-распаде, делится между альфа-частицей и ядром обратно пропорционально их массам. Энергия альфа-частиц строго связана с периодом полураспада данного радионуклида(закон Гейгера-Неттола). Это говорит о том, что, зная энергию альфа-частиц, можно установить период полураспада, а по периоду полураспада идентифицировать радионуклид. Например, ядро полония-214 характеризуется значениями энергии альфа-частиц Е = 7,687 МэВ и Т 1/2 = 4,510 -4 с, тогда как для ядра урана-238 Е = 4,196 МэВ и Т 1/2 = 4,510 9 лет. Кроме того, установлено, что чем больше энергия альфа-распада, тем быстрее он протекает.

Альфа-распад – достаточно распространенное ядерное превращения тяжелых ядер (уран, то­рий, полоний, плуто­ний, и др. с Z > 82); в настоящее время известно более 160 альфа-излучающих ядер.

Бета-распад – самопроизвольные превращения нейтрона в протон или протона в нейтрон внутри ядра, сопровождающиеся испусканием электроновили позитронов и антинейтриноили нейтрино е.

Если в ядре имеется излишек нейтронов (“нейтронная перегрузка” ядра), то происходит электронный бета-распад, при котором один из нейтронов превращается в протон, испуская при этом электрон и антинейтрино:

.

При этом распаде заряд ядра и, соответственно, атомный номер дочернего ядра увеличивается на 1, а массовое число не изменяется, т. е. дочерний элемент сдвинут в периодической системе Д. И. Менделеева на одну клетку вправо от исходного. Процесс бета-распада в общем виде записывается так:

.

Таким способом распада­ются ядра с избытком нейтронов. Например, распад ядер стронция-90 сопровождается испусканием электронов и превращением их в иттрий-90:

Часто ядра элементов, образующихся при бета-распаде, имеют из­быточную энергию, которая высвобождается испусканием одного или не­скольких гамма-квантов. Например:

Электронный бета-распад характерен для многих естественных и искусственно полученных радиоактивных элементов.

Если неблагоприятное соотношение нейтронов и протонов в ядре обусловлено излишком протонов, то происходит позитронный бета-распад, при котором ядро испускает позитрон и нейтрино в результате превращения протона в нейтрон внутри ядра:

Заряд ядра и, соответственно, атомный номер дочернего элемента уменьшается на 1, массовое число не изменяется. Дочерний элемент будет занимать место в периодической системе Д. И. Менделеева на одну клетку влево от материнского:

Позитронный распад наблюдается у некоторых искусственно полученных изотопов. Напри­мер, распад изотопа фосфора-30 с образованием кремния-30:

Позитрон, вылетев из ядра, срывает с оболочки атома “лишний” электрон (слабо связанный с ядром) или взаимодействует со свободным электроном, образуя пару “позитрон-электрон”. Вследствие того, что частица и античастица мгновенно взаимоуничтожаются с выделением энергии, то образованная пара превращается в два гамма-кванта с энергией, эквивалентной массе частиц (e + иe -). Процесс превращения пары “позитрон-электрон” в два гамма-кванта носит название аннигиляции (уничтожения), а возникающее электромагнитное излучение называется аннигиляционным. В данном случае происходит превращение одной формы материи (частиц вещества) в другую (излучение). Это подтверждается существованием обратной реакции – реакции образования пары, при которой электромагнитное излучение достаточно высокой энергии, проходя вблизи ядра под действием сильного электрического поля атома, превращается в пару “электрон-позитрон”.

Таким образом, при позитронном бета-распаде в конечном результате за пределы материнского ядра вылетают не частицы, а два гамма-кванта, обладающие энергией в 0,511 МэВ каждый, равной энергетическому эквиваленту массы покоя частиц – позитрона и электрона E= 2m e c 2 = 1,022 МэВ.

Превращение ядра может быть осуществлено путем электронного за­хвата, когда один из протонов ядра самопроизвольно захватывает электрон с одной из внутренних оболочек атома (K,Lи т. д.), чаще всего с К-оболочки, и превращается в нейтрон. Такой процесс на­зывают также К-захватом. Протон превращается в нейтрон согласно следующей реакции:

При этом заряд ядра уменьшается на 1, а массовое число не изменяется:

Например,

При этом место, освобожденное электроном, занимает электрон с внеш­них оболочек атома. В результате перестройки электронных оболочек испус­кается квант рентгеновского излучения. Атом по-прежнему сохраняет электрическую нейтральность, т. к. количество протонов в ядре при электронном захвате уменьшается на единицу. Таким образом, этот тип распада приводит к тем же результатам, что и позитронный бета-распад. Характерен он, как правило, для искусственных радионуклидов.

Энергия, выделяемая ядром при бета-распаде конкретного радионуклида, всегда постоянна, но ввиду того, что при этом типе распада образуется не две, а три частицы: ядро отдачи (дочернее), электрон (или позитрон) и нейтрино, то энергия по-разному в каждом акте распада перераспределяется между электроном (позитроном) и нейтрино, т. к. дочернее ядро всегда уносит одну и ту же порцию энергии. В зависимости от угла разлета нейтрино может уносить большую или меньшую энергию, в результате чего электрон может получить любую энергию от нуля до некоторого максимального значения. Следовательно, при бета-распаде бета-частицы одного и того же радионуклида имеют различную энергию, от нуля до некоторого максимального значения, характерного для распада данного радионуклида.По энергии бета-излучения практически невозможно произвести идентификацию радионуклида.

Некоторые радионуклиды могут распадаться одновременно двумя или тремя способами: путем альфа- и бета-распадов и через К-захват, сочетанием трех типов распадов. В таком случае превращения осуществляются в строго определенном соотношении. Так, например, естественный долгоживущий радиоизотоп калий-40 (Т 1/2 =1,4910 9 лет), содержание которого в природном калии составляет 0,0119 %, подвергается электрон­ному бета- распаду и К-захвату:

(88 % – электронный распад),

(12 % – К- захват).

Из описанных выше типов распадов, можно сделать вывод, что гамма-распада в “чистом виде” не существует. Гамма-излучение только лишь может сопутствовать различным типам распадов. При испускании гамма-излучения в ядре не изменяются ни массовое число, ни его заряд. Следовательно, природа радионуклида не изменяется, а меняется лишь содержащаяся в ядре энергия. Гамма-излучение испускается при переходе ядер с возбужденных уровней на более низкие уровни, в том числе и на основной. Например, при распаде цезия-137 образуется возбужденное ядро бария-137. Переход из возбужденного в стабильное состояние сопровождается испусканием гамма-квантов:

Так как время жизни ядер в возбужденных состояниях очень мало (обычно t10 -19 с), то при альфа- и бета-распадах гамма-квант вылетает практически одновременно с заряженной частицей. Исходя из этого, процесс гамма-излучения не выделяют в самостоятельный вид распада.По энергии гамма-излучения, как и по энергии альфа-излучения, можно произвести идентификацию радионуклида .

Внутренняя конверсия. Возбужденное (в результате того или иного ядерного превращения) состояние ядра атома свидетельствует о наличии в нем избытка энергии. В состояние с меньшей энергией (нормальное состояние) возбужденное ядро может переходить не только путем излучения гамма-кванта или выброса какой-либо частицы, но и путем внутренней конверсии, или конверсии с образованием электрон-позитронных пар.

Явление внутренней конверсии состоит в том, что ядро передает энергию возбуждения одному из электронов внутренних слоев (К-, L- или М-слой), который в результате этого вырывается за пределы атома. Такие электроны получили название конверсионных электронов. Следовательно, испускание электронов конверсии обусловлено непосредственным электромагнитным взаимодействием ядра с электронами оболочки. Конверсионные электроны имеют линейчатый спектр энергии в отличии от электронов бета-распада, дающих сплошной спектр.

Если энергия возбуждения превосходит 1,022 МэВ, то переход ядра в нормальное состояние может сопровождаться излучением пары «электрон–позитрон» с последующей их аннигиляцией. После того как произошла внутренняя конверсия, в электронной оболочке атома появляется «вакантное» место вырванного электрона конверсии. Один из электронов более удаленных слоев (с более высоких энергетических уровней) осуществляет квантовый переход на «вакантное» место с испусканием характеристического рентгеновского излучения.

Накопители тяжелых ионов открывают принципиально новые возможности в исследовании свойств экзотических ядер. В частности, они позволяют накапливать и в течение длительного времени использовать полностью ионизованные атомы – «голые» ядра. В результате становится возможным исследовать свойства атомных ядер, у которых нет электронного окружения и в которых отсутствует кулоновское воздействие внешней электронной оболочкис атомным ядром.

Рис. 3.2 Схема e-захвата в изотопе (слева) и полностью ионизованных атомах и (справа)

Распад на связанное состояние атома был впервые обнаружен в 1992 г. Наблюдался β - -распад полностью ионизованного атома на связанные атомные состояния . Ядро 163 Dy на N-Z диаграмме атомных ядер помечено черным цветом. Это означает, что оно является стабильным ядром. Действительно, входя в состав нейтрального атома, ядро 163 Dy стабильно. Его основное состояние (5/2 +) может заселятся в результате e-захвата из основного состояния (7/2 +) ядра 163 Ho. Ядро 163 Ho, окруженное электронной оболочкой,β - -радиоактивно и его период полураспада составляет ~10 4 лет. Однако это справедливо только если рассматривать ядро в окружении электронной оболочки. Для полностью ионизированных атомов картина принципиально другая. Теперь основное состояние ядра 163 Dy оказывается по энергии выше основного состояния ядра 163 Ho и открывается возможность для распада 163 Dy (рис. 3.2)

Образующийся в результате распада электрон может быть захвачен на вакантную К или L-оболочку иона . В результате распад (3.8) имеет вид

→ + e - + e (в связанном состоянии).

Энергии β-распадов на K и L-оболочки равны соответственно (50.3±1) кэВ и (1.7±1) кэВ. Для наблюдения распада на связанные состояния K- и L-оболочки в накопительном кольце ESR в GSI было накоплено 10 8 полностью ионизированных ядер . В течение времени накопления в результате β + -распада образовывались ядра (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Динамика накопления ионов: а - ток накопленных в накопительном кольце ESR ионов Dy 66+ во время разных стадий эксперимента, β- интенсивности ионов Dy 66+ и Ho 67+ , измеренные внешним и внутренним позиционно-чувствительными детекторами соответственно

Так как ионы Ho 66+ имеют практически то же отношение M/q, что и ионы первичного пучка Dy 66+ , они накапливаются на одной и той же орбите. Время накопления составляло ~ 30 мин. Для того, чтобы измерить период полураспада ядра Dy 66+ , накопленный на орбите пучок было необходимо очистить от примеси ионов Ho 66+ . Для очистки пучка от ионов в камеру инжектировалась аргоновая газовая струя плотностью 6·10 12 атом/см 2 , диаметром 3 мм, которая пересекала накопленный пучок ионов в вертикальном направлении. За счет того, что ионыHo 66+ захватывали электроны, они выбывали с равновесной орбиты. Очистка пучка проходила в течение приблизительно 500 с. После чего газовая струя перекрывалась и в кольце продолжали циркулировать ионы Dy 66+ и вновь образовавшиеся (после выключения газовой струи) в результате распада ионы Ho 66+ . Продолжительность этого этапа менялась от 10 до 85 мин. Детектирование и идентификация Ho 66+ базировались на том, что Ho 66+ можно еще сильнее ионизировать. Для этого на последнем этапе в накопительное кольцо снова инжектировалась газовая струя. Происходило обдирание последнего электрона с иона 163 Ho 66+ и в результате получался ион 163 Ho 67+ . Рядом с газовой струей располагался позиционно-чувствительный детектор, которым регистрировались выбывающие из пучка ионы 163 Ho 67+ . На рис. 3.4 показана зависимость числа образующихся в результате β-распада ядер 163 Ho от времени накопления. На вставке показано пространственное разрешение позиционно-чувствительного детектора.
Таким образом, накопление в пучке 163 Dy ядер 163 Ho явилось доказательством возможности распада

→ + e - + e (в связанном состоянии).

Рис. 3.4. Отношение дочерних ионов 163 Ho 66+ к первичным 163 Dy 66+ в зависимости от времени накопления. На врезке пик 163 Ho 67+ , зарегистрированный внутренним детектором

Варьируя интервал времени между очисткой пучка от примеси Ho 66+ и временем регистрации вновь образующихся в пучке примеси ионов Ho 66+ , можно измерить период полураспада полностью ионизированного изотопа Dy 66+ . Оно оказалось равным ~0.1 года.
Аналогичный распад был обнаружен и для 187 Re 75+ . Полученный результат крайне важен для астрофизики. Дело в том, что нейтральные атомы 187 Re имеют период полураспада 4·10 10 лет и используются как радиоактивные часы. Период полураспада 187 Re 75+ составляет всего 33±2 года. Поэтому в астрофизические измерения необходимо вносить соответствующие поправки, т.к. в звездах 187 Re чаще всего находится в ионизированном состоянии.
Изучение свойств полностью ионизованных атомов открывает новое направление исследований экзотических свойств ядер, лишенных кулоновского воздействия внешней электронной оболочки.