Haaroittumistekijä (fysiikka)

Haaroittumiskerroin  on kvanttimekaanisen järjestelmän (hiukkasen, atomiytimen, atomin tai molekyylin virittyneen tilan jne.) suhteellinen hajoamisen todennäköisyys tiettyä hajoamiskanavaa pitkin [1] [2] . Haaroittumiskerroin on yhtä suuri kuin tietyn kanavan osittaisen vaimenemisvakion suhde vaimenemisvakion kokonaismäärään: r i = λ i / λ . Esimerkiksi radioaktiivinen kalium-40 voi joutua radioaktiiviseen hajoamiseen kolmen kanavan kautta [3] :

• beeta miinus hajoaminen ( 40 K → 40 Ca + e − + ν e ),
• elektroninen sieppaus ( 40 K + e − → 40 Ar + ν e ),
• positronihajoaminen ( 40 K → 40 Ar + e + + ν e ).

Ensimmäiselle vaimenemiskanavalle on tunnusomaista haarautumiskerroin 89,28 ± 0,13 % . Kahdella viimeisellä kanavalla (argon-40:n muodostuessa) mitattu haarautumiskerroin on yhteensä 10,72 ± 0,13 % . Tiedetään myös, että kolmannen, harvinaisimman kanavan haarautumiskerroin on 0,001 %. Siten 100 000 kalium-40:n hajoamisesta keskimäärin noin 89 280 hajoamista tapahtuu elektronin emission yhteydessä, noin 10 720 hajoamista orbitaalielektronin sieppauksen yhteydessä ja vain yksi hajoaminen positroniemission yhteydessä.

Haaroituskertoimien r i ja järjestelmän kokonaispuoliintumisajan T 1/2 tunteminen mahdollistaa tietyn vaimennuskanavan osittaisen puoliintumisajan T määrittämisen . ( i )
1/2(tai osittainen käyttöikä τ i = 1 / λ i = T( i )
1/2/ ln2 ):

jossa τ = 1 / λ on järjestelmän kokonaiskesto, kun kaikkien kanavien kautta tapahtuvat vaimenemiset otetaan huomioon. On selvää, että osittainen puoliintumisaika on aina suurempi tai yhtä suuri kuin kokonaispuoliintumisaika (koska haarautumiskerroin, kuten mikä tahansa todennäköisyys, on määritelmän mukaan luku nollan ja yhden välillä). Siten kalium-40:n puoliintumisaika on 1,248 miljardia vuotta [3] ; siksi β − -kanavan puoliintumisaika on yhtä suuri kuin T(β − )
1/2T _ _ _ _ _ _(εe + )
1/2= T 1/2 / 0,1072 ≈ 11,64 miljardia vuotta .

Muistiinpanot

1. ↑ IUPAC Gold Bookin Internet-painos: " haarautuva murto ".
2. ↑ Haaroitustekijä // TERMOATOM. Atomitieteen ja -tekniikan terminologinen sanakirja. Arkistoitu 17. kesäkuuta 2022 kohteeseen Wayback Machine NATIONAL RESEARCH NUCLEAR UNIVERSITY MEPhI. Venäjän kansallinen INIS-keskus - IAEA, Moskova, 2019
3. ↑ 1 2 Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020 -arvio ydinominaisuuksista  // Chinese Physics  C. - 2021. - Vol. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .