Экзотические типы распада

В последние два десятилетия 20-го века были открыты новые типы распада искусственных изотопов, которые из-за их редкости всё ещё называют «экзотическими».

В открытии новых типов распада существенную роль сыграли пучки радиоактивных ядер. Ранее для синтеза новых элементов на ускорителях использовались стабильные изотопы, поскольку короткоживущие радионуклиды невозможно накопить в достаточно больших количествах. Эту трудность удалось преодолеть путём использования двух последовательных ускорителей: на первом ускорителе стабильные ионы ускоряются до высоких энергий (юо МэВ-гЮ ГэВ) и направляются на мишень, в мишени идут реакции фрагментации, в результате которых образуются многочисленные продукты, в том числе — радиоактивные ядра. Эти продукты за счёт энергии отдачи выбрасываются из мишени. После разделения по массе и энергии, требуемый радионуклид попадает во второй ускоритель, где разгоняется до высокой энергии и попадает на вторую мишень. Такая схема вовлекла в сферу ядерной физики намного большее число изотопов, позволило синтезировать сильно нейтроноизбыточные или нейтронодефицитные ядра, многие из которых претерпевают экзотические типы распада.

Табл. 1. Типы радиоактивного распада.

_Основные типы распада_.

• 1. Альфа-распад: испускание а-частиц, ионов гелия, 2⁴Не
• 2. Бета-распад, [3
• — Испускание электронов, е~ + антинейтрино
• — Испускание позитронов, е* + нейтрино
• — Электронный захват, испускание рентгеновского излучения

_3. Изомерный переход, испускание гамма-кванта, у_.

_Экзотические типы распада_.

• 1. Испускание протонов из основного или изомерного состояния
• 2. Запаздывающий распад:
  • — Запаздывающие а-частицы
  • — Запаздывающие протоны
  • — Запаздывающие нейтроны
  • — Запаздывающее деление
  • — Запаздывающее испускание двух нейтронов
  • — Запаздывающее испускание трех нейтронов
  • — Запаздывающее испускание двух протонов
  • — Запаздывающее испускание тритонов
• 3. Деление из изомерного ядерного состояния
• 4. Кластерная радиоактивность: испускание ¹⁴С, ²³F, ²⁴Ne, ²⁶Ne, ²⁸Mg, ³°Mg,
• 32Si, 34Si
• 5. Распад полностью ионизированных атомов

_6. Двойной безнейтринный бета-распад_.

Было обнаружено, что в тех случаях, когда энергия p-распада превышает энергию связи нейтрона, протона или а-частицы в дочернем ядре (продукт (3-распада), возникает возможность сложного радиоактивного превращения: образует ядро в возбуждённом состоянии, которое немедленно испускает «запаздывающий» нейтрон, протон или а-частицу.