Yrast - Yrast - Wikipedia

Yrast (/ˈ.r…st/ IRR- rychle, Švédský:[ˈY̌ːrast]) je technický termín v nukleární fyzika který odkazuje na stav a jádro s minimem energie (pokud je to nejméně vzrušené) pro danou věc moment hybnosti. Yr je švédský adjektivum sdílející stejný kořen jako angličtina vír. Yrast je superlativem rok a lze je přeložit nejvíc víří, i když to doslovně znamená „závratě“ nebo „nejasné“. Úrovně yrastu jsou zásadní pro pochopení reakcí, například mimo střed těžký ion kolize, které vedou ke stavům vysokých otáček.[1]

Yrare je komparativní rok a používá se k označení druhého nejméně energetického stavu daného momentu hybnosti.

Pozadí

Nestabilní jádro se může rozpadat několika různými způsoby: může vysunout a neutron, proton, alfa částice nebo jiný fragment; může vydávat a gama paprsek; může podstoupit rozpad beta. Vzhledem k relativní síle základní interakce spojené s těmito procesy ( silná interakce, elektromagnetismus a slabá interakce ), obvykle se vyskytují s frekvencemi v tomto pořadí. Teoreticky má jádro velmi malou pravděpodobnost vyzařování paprsku gama, i když by mohlo vysunout neutron, a beta rozpad se zřídka vyskytuje, pokud obě ostatní dvě cesty nejsou vysoce nepravděpodobné.

V některých případech však předpovědi založené na tomto modelu podceňují celkové množství energie uvolněné ve formě gama paprsků; to znamená, že jádra mají více než dost energie na vysunutí neutronů, ale místo toho se rozpadají pomocí emise gama. Tento rozdíl je zjištěn energií jaderného momentu hybnosti,[2] a dokumentace a výpočet yrast úrovně pro daný systém mohou být použity pro analýzu takové situace.

Energie uložená v momentu hybnosti atomového jádra může být také zodpovědná za emise větších než očekávaných částic, jako jsou částice alfa, přes jednotlivé nukleony, protože mohou účinněji přenášet moment hybnosti. To není jediný důvod, proč jsou přednostně emitovány alfa částice; dalším důvodem je jednoduše to, že částice alfa (jádra He-4) jsou energeticky velmi stabilní samy o sobě.[3]

Yrast izomery

Někdy je mezi dvěma yrastovými stavy velká propast. Například jádro 95Pd má stav 21/2, který leží pod nejnižšími stavy 19/2, 17/2 a 15/2. Tento stav nemá dostatek energie na to, aby podstoupil silný rozpad částic, a vzhledem k velkému rozdílu spinu je gamma rozpad ze stavu 21/2 do stavu 13/2 velmi nepravděpodobný. Pravděpodobnější možností rozpadu je rozpad beta, který tvoří izomer s neobvykle dlouhou poločas rozpadu 14 sekund.[4]

Výjimečným příkladem je stav J = 9 tantal-180, což je velmi nízko položený yrastový stav pouze 77 keV nad základním stavem. Základní stav má J = 1, což je příliš velká mezera na to, aby došlo k rozkladu gama. Alfa a beta rozpad jsou také potlačeny, tak silně, že výsledný izomer, tantal - 180 metrů, je skutečně stabilní pro všechny praktické účely a nikdy nebyl pozorován rozklad. Tantal-180m je jediný v současnosti známý yrastový izomer, který je pozorovatelně stabilní.

Některé supertěžké izotopy (např copernicium -285) mají delší izomery s poločasy v řádu minut. Mohou to být yrasty, ale přesný moment hybnosti a energie je pro tyto nuklidy často těžké určit.

Reference

  1. ^ Grover, J. Robb (květen 1967). „Shell Model Výpočty nejnižších energetických stavů s velmi vysokým momentem hybnosti“. Phys. Rev. 157 (4): 832–847. Bibcode:1967PhRv..157..832G. doi:10.1103 / PhysRev.157.832.
  2. ^ Grover, J. Robb; Grover, J. (červenec 1967). „Účinky momentu hybnosti při odbuzení štěpných fragmentů gama paprskem“. Phys. Rev. 159 (4): 980–984. Bibcode:1967PhRv..159..980T. doi:10.1103 / PhysRev.159,980.
  3. ^ Grover, J. Robb; Gilat, Jacob (květen 1967). "Emise alfa částic z jader s velkou úhlovou momentkou". Phys. Rev. 157 (4): 823–831. Bibcode:1967PhRv..157..823G. doi:10.1103 / PhysRev.157.823.
  4. ^ N. Marginean; et al. (Červen 2003). „Yrast je izomer 95Ag, 95Pd a 94Pd ". Phys. Rev.. 67 (6): 061301. Bibcode:2003PhRvC..67f1301M. doi:10.1103 / PhysRevC.67.061301.