Kern- und Strahlungsphysikvorlesung von Prof. Dr. P. Zimmermann
Der Artikel Alpha-Zerfall basiert auf der Vorlesungsmitschrift von Moritz Schubotz des 11.Kapitels (Abschnitt 0) der Kern- und Strahlungsphysikvorlesung von Prof. Dr. P. Zimmermann.
Energie besonders für schwere Kerne (ab ca. 200) oft größer
ist als die Ablösearbeit von 2 Protonen und 2 Neutronen,
so daß -Zerfall energetisch möglich wird.
Warum nicht spontaner Zerfall in für Kernreaktionen typischen Zeiten von 10-21 s?
Grund: Coulombbarriere, Tunneleffekt
Tunneleffekt (Gamow): "Überspringen der Barriere wegen Energieunschärferelation
". Vereinfacht mit Rechteckbarriere:
Anpassung der Wellenfunktionen und ihrer Ableitungen an den beiden
Sprungstellen ergibt 4 Bestimmungsgleichungen für die 5 Amplituden
A, B, C, D, F (A Normierung).
Transmission
Rechnung
Für "dicke" Barriere Kd = 1 ist eKd der beherrschende Faktor, d.h.
. Für allgemeinen Potentialverlauf: mit Gamowfaktor , z. B. für Coulombpotential ist der Gamowfaktor in mathematisch geschlossener Form angebbar und tabelliert.
Somit Übergangswahrscheinlichkeit A für α-Zerfall:
"Wahrscheinlichkeit für die Bildung eines a-Teilchens mal Zahl der Stößels gegen Potentialwall"
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