Promieniotwórczość ciężkojonowa

Promieniotwórczość ciężkojonowa, rozpad egzotyczny (ang. cluster decay, rozpad klastrowy) – rozpad jądra atomowego, podczas którego następuje emisja klastra (zlepka, grupy) nukleonów tworzących jądro atomowe cięższe od jądra helu-4 (cząstki α). Ten typ rozpadu dotyczy jedynie nuklidów alfa promieniotwórczych i prawdopodobieństwo jego zajścia jest bardzo małe, tj. nawet do kilkunastu rzędów wielkości mniejsze niż prawdopodobieństwo rozpadu alfa.

Jest to pośredni sposób rozpadu między powszechnie zachodzącym dla jąder o liczbie atomowej większej od 82 rozpadem alfa a spontanicznym rozszczepieniem najcięższych nuklidów. Różnica między spontanicznym rozszczepieniem a rozpadem egzotycznym leży w tym, że podczas rozszczepienia jądro macierzyste ulega podziałowi na dwa jądra o probabilistycznym rozkładzie liczb atomowych i masowych oraz w przybliżeniu równych masach, natomiast promieniotwórczość ciężkojonowa daje ściśle określony sposób rozpadu, a produkty mają znacząco różne masy (np. produkty rozpadu ²²³Ra: ²⁰⁹Pb i ¹⁴C).

Najbardziej prawdopodobnym rozpadem jest ten z emisją jądra ¹⁴C, rozpady z emisją cięższych jąder są mniej prawdopodobne, prawdopodobieństwo ich zajścia jest nawet kilka rzędów wielkości mniejsze niż emisji jądra węgla-14.

Przykłady jąder wykazujących promieniotwórczość ciężkojonową

Jądro macierzyste	Emitowany jon	Energia jonu, MeV	Prawdopodobieństwo rozpadu przez emisję ciężkiego jonu [%]
221Fr	14C	29,28	8,8·10-11
221Ra		30,34	1,2·10-10
222Ra		30,97	3,0·10-8
223Ra		29,85	6,4·10-8
224Ra		28,63	4,3·10-9
225Ac		28,57	6,0·10-10
226Ra		26,46	3,2·10-9
231Pa	23F	46,68	1,0·10-12
230Th	24Ne	51,75	5,6·10-11
231Pa		54,14	1,3·10-9
232U		55,86	9·10-11
233U		54,27	<9,5·10-11
234U		52,81	9·10-12
234U	28Mg	65,26	1·10-11
239Pu		67,32	5,6·10-15
238Pu	32Si	78,95	1,4·10-14
241Am	34Si	80,60	2,6·10-11

Zobacz też

• sposób rozpadu
• rozszczepienie jądra atomowego

Bibliografia

• Bohdan Dziunikowski: O fizyce i energii jądrowej. Kraków: Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2001, s. 60-61. ISBN 83-88408-61-5.