Nükleer Yapının Beta Decay Selection Kuralları ve Transition Prob yükümlülükleri üzerindeki etkisi

Beta çürümesi, nükleer fiziğin en temel süreçleri biridir, bu çürüklerin dönüşümüne ve olasılıklarına ilişkin öngörüleri dikkate alır; bu süreçte, atomik bir parçacık (örneğin, elektron veya bir arka-partron) ve bir antinutrino veya ⁇ .Bu çürümelerin hızlarını ve olasılıklarını anlamak, bu tür nükleer etkilerin içsel yapısını derinden etkiler; bu tür atomları ve atomları nükleer potansiyel olarak kapsayan bir araştırma düzenlemektedir.

Nükleer Yapı Temelleri

Atom çekirdeği, protonların ve nötronlardan oluşan karmaşık bir sistemdir (nükleonlar) güçlü nükleer güçle birlikte tutulur.Politik modeller, nukleler ayrık enerji seviyelerini işgal eden, yörüngesel olarak bilinen, özellikle de yakın atomik atomların içindeki atomik atomların sayısı ile 20,8'den fazla, güçlü etkileşim ve iki tür parçacığın varlığıyla önemli farklılıklarla birlikte meydana gelir.

Bir nüklemin yapısı birkaç anahtar miktar ile karakterize edilir: protonların sayısı (Z), bu devletlerin toplam angular momentumu (J), parite (TY), ve izopin (T) Beta'nın bozulmasında, ilk ve son nükleer devletler, nükleer yapıdaki herhangi bir varyasyon için dikkate alınması gereken belirli kuantum numaraları vardır.

Beta Decay Selection Kuralları

Beta çürümesinden sorumlu olan zayıf etkileşim, nükleer geçişler için seçim kurallarına çeviren katı koruma yasalarıdır. Bu kurallar, sistemin toplam agular momentum ve paritesi ile (nükleus artı leptons) korunur. Beta parçacığı ve antineutrino/neutrino'nun her iki spin-1⁄2 fermions için de ortaya çıkar ve çeşitli yörünge angular momentumu ile yayılabilir.

İzin verilen Geçişler İzin Verilir

İzin verilen beta çürükleri, yaygın leptonların sıfır yörüngesel angular momentumu (L=0) Bu durumda, seçim kuralları nispeten basittir. İzin verilen geçişlerin iki sınıfı vardır:

• [FONT=0]Fermi geçişleri: [Döneticiler, sadece nükleer spin veya paritede değişiklik yapmamış olan spinler ile yayılıyor.Seçim kuralları {{J = 0, ve hiçbir parite değişikliği ( ⁇ = evet).
• [FONT=0]Gamow-Teller geçişleri: leptonlar paralel dönüşleri vardır (toplam S=1), bu yüzden nükleer spin 0 veya 1 tarafından değişebilir, ancak 0+0 eğer parite değişiklikleri yapmaz. seçim kuralları {{J = 0, ±1 ( 0+0'ın yasak olduğu kısıtlamalarla) ve parite değişikliği yoktur.

Süperallowed Fermi geçişleri, {{J = 0 ve ebeveyn ve kızı ayna çekirdeği veya isobaric analog devletlerdir, bilinen en büyük beta çürük oranlarına sahiptir ve koruyucu vektör akımı (CVC) hipotez test etmek ve CKM matrisi V_{) tespit etmek için kritiktir.}

İzinsiz Geçişler

Leptonlar yörüngesel bir ivme taşırken (L > 0), geçiş yasak olduğu söylenir. L: ilk yasak (L=1), ikinci yasak (L=2) ve bu yüzden seçim kuralları:

• [FONT:0) İlk önce-forbidden geçişleri: 345J = 0, ±1, ±2 (ama 0+0, L=1) ve parity değişmeli ( ⁇ = evet) Bu çürükler genellikle 6-9 siparişinde tipik bir log değerlerle daha yavaştır.
• [FONT=0) Yüksek yasak geçişler: [Dönetici: YOT:1] L=2 (ikinci yasak), {{J = ±2, ±3 parity değişimi ile; L=3 (üçüncü yasak), {{J = ±3, ±4, parity değişimi ile hızla azalır, vb. geçiş olasılığı hızla azalır, bu çürümeleri son derece nadir ve sadece belirli nükle gözlemlenebilir hale getirir.

İzin verilen ve yasak geçişler arasındaki ayrım mutlak değildir; yapılandırma karıştırılması ve nükleer yapı etkileri, sınıflandırmayı bulanıklaştıran katkılara neden olabilir. Uygulamada, ölçümlü log ft değeri ( yarı yaşam ve kinetik enerji faktörünün ürünü) anlamına gelir. Değerler 5.9'dan daha az izin verilir, daha yüksek değerler yasaklanırken.

Nükleer Yapının Geçişe Etkisi

Seçim kuralları, bir geçişin tümünde gerçekleşebileceğini tanımlarken, gerçek olasılık (veya çürük oranı), ilk ve son nükleer dalga işlevleri arasındaki örtüşmelere bağlı olarak, bir beta çürüklüğün kısmi yarısının matris elemanının meydanına kıyasla orantılı olduğunu ve istatistiksel faktör f (kirleyici leptonlara göre) ile belirlenen aşama alanı tespit eder.

Yapın

Saf bağımsız-parçalı kabuk modeli, her nükleon tek bir yörüngeye kaplar, ancak gerçek çekirdekli bir sergi yapılandırma karıştırıyor: zemin devleti ve heyecan verici devletler birçok farklı parçacığın aşırı yüklemeleri konusunda süperpozisyonlar yapıyor. Bu karıştırmak, birden fazla son derece güçlü bir şekilde ortaya çıkıyor.In Gamow-Teller geçişleri, belirli bir ilk devletten toplam güç genellikle heyecan verici birkaç eyaletten ( Gamow-Teller dev resonance) daha fazla kolektif hareket halinde ortaya çıkıyor.

Shell Closures and Magic Numbers

Bir sihirli proton sayısı veya nötronlar özellikle katıdır.Hazırlıklarının yarı iletken bir temele hükmedilir ve ilk heyecan verici devletler, hem ebeveyn hem de kızı aynı şekilde değiştirirler.

Nükleer Deformasyon

Birçok çekirdek, özellikle kapalı kabuklardan uzak, küresel değil, bilgilendirilmiş, ya prolate (football-like) veya oblate (pancake- şeklinde) Deformasyon, tek parçalı geçişlerin enerji sıralamalarını değiştirir ve Nilsson eyaletleri arasındaki geçişleri engeller veya bir ivmenin dağılımına dayanan bir ivmenin belirlenmesi gibi yeni kolektif kuantum sayıları sunar.

Pairing Correlations

Aynı türden Nucleons, Cooper çiftlerini çekici canlı etkileşim nedeniyle şekillendirme eğilimindedir. Bu çiftleme boşluğu (bir çifti kırmak için gerekli olan), boş olmayan nükleonların belirli bir beta çürütüğünü etkiler. Hatta nükleonda, zeminin tüm nükleonların çiftleştirilmesi, bu yüzden en düşük enerji beta sık sık sık sık sık sık bir çift parçaya yoğunlaşmalı, garip bir geçişle sonuçlanabilir.

Kollektif Etkileri: Rotational and Titreşimli Coupling

İyi bilgilendirilmiş çekirdeklerde, tüm rotasyon grupları tek yönlü devletler üzerinde inşa edilebilir. Beta, bir gruptaki bir devletten uzaklaştırılırsa, izin verilen miktardan daha yavaş (UTK > ⁇ , ⁇ .)K-forbiddenness) geçişler ağır bir şekilde engellenir ve bu tür bir geçişler için çok daha yavaştır.

Hesaplama Geçişi Olasılıkları

Beta çürük oranlarının doğru tahmini, yukarıda açıklanan yapı etkilerini içeren sofistike nükleer modeller gerektirir. Çeşitli teorik çerçeveler yaygın olarak kullanılır:

• [FONT:0)Shell modeli:[Dönetici: 0,3|Döneticileri, karmaşık bir model alanı içinde nükleer Hamiltonian'ı, yapılandırma karıştırım dahil olmak üzere sınırlı bir model alanı içinde yeniden yapılandırabilir. Modern kabuk modeli hesaplamaları yüksek hassasiyetle birçok geçiş için değer katabilir.
• [FONT:0)Quasiparticle Random-Phase Approximation (QRPA):), Kolektif eksajları tanımlamak için güçlü bir yöntem, özellikle de Gamow-Teller ve ilk kez yapılan geçişler orta ve ağır nükleksiyonlar içerir.
• [FONT=0) Boson Modeline (IBM): [Döneticilerin ağır çekirdeklere uygun olması için uygun. nükleonların bosons olarak muamelesi ve beta çürüme geçişlerini kolektif devletler arasında tarif edebilir.
• [Density Fonksiyonel Teori (DFT): ), istikrardan uzak binlerce nükle başa çıkabilen bir anlam-alan yaklaşımı. Son uzantılar (beyond mean-field) çiftleşme ve simetri restorasyonu hesaplama oranlarına dahil olmak üzere.
• [FONT:0)Ab initio yöntemleri: [Dönetici: [Dönetici: 0] Işık için, No-Core Shell Model ve Çifte Cluster teorisi gibi yöntemler, gerçekçi nükleon-nükleon etkileşimlerinden başlayarak birçok problemin çözümüni çözebilir. Bunlar nükleer kuvvetler ve beta çürümesi arasındaki en temel bağlantıyı sağlar.

Teorik gelişmeler deneysel veriler tarafından yönlendirilir. Ölçülen ölçümler:0)[Dönetici: 1 ) (veya log ft) kıyaslanma değeri olarak hizmet eder.Bu nedenle Gamow-Teller geçişleri, aksi takdirde-vector sürekli g_).A).

Beta Decay ve Nükleer Yapının Deneysel Çalışmaları

Beta çürümesini ölçmek için deneysel teknikler dramatik bir şekilde gelişti. Yarı hayattakilerin İncelenmesi, Q değerlilerin ve dallanma oranları kullanılarak yapılır:

• [FONT:0)Beta spectroskopi: [Dönetici: [Dönetici: 0,4][/FONT=0) Manyetik spektrometreler ve silikon dedektörleri beta parçacıklarının enerji dağıtımını ölçtü, yasaklanma derecesi açığa çıkaran şekil faktörü hakkında bilgi sağlar.
• [FONT:0)Gamma-ray tesadüfi: beta çürüklüğü takip eden kumar ışınlarının bozulması, çürük devletlerin dönüşlerini ve paritelerini belirlemesine yardımcı olur.
• [FONT=0)Toplu absorpsiyon spektroskopu: [Dönetici:0]Toplu konsensiyon spektroskopi:[Dönlümler) Büyük scintillasyon dedektörleri kullanarak tam kumara sahip kalibreleri yakalamak, doğru dallama oranları ve Q değerlileri elde etmek, çürük ısı hesaplamaları için çok önemli.
• [FONT:0] Radioaktif iyon kiriş tesisleri: [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜ) ISOLDE (CERN) gibi tesislerde, FRIB (USA), RIKEN (Japonya), ve GSI / FAIR (Almanya) kısa ömürlü nötron zengin veya nötron-deficient çekirdekler üretir, nükleer yapı değişikliklerini dramatik bir şekilde dramatik bir şekilde değiştirir.

Son zamanlardaki deneysel keşiflerden biri, nükleosynthesis hakkında kritik olan birçok nötron emisyonu [DDD 1] ile, atom enerji dağıtımına hassas bir şekilde bağlı olarak, bu da nükleer yapı tarafından şekillendirilen beta güç dağılımına bağlıdır.

Nükleer Yapı Uygulamaların Uygulamaları – Beta Decay

Astrofizik ve Nucleosynthesis

Soğutma yıldızlarında süpernova ve nötron yıldızı birleşmeleri gibi ortamlar, beta çürümesi hızlı nötron yakalama sürecinin yolunu belirlemede merkezi bir rol oynar (r-işlem) Örneğin, N=50, 82 ve 126 kabuklar, özellikle de bozulma noktaların yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Nükleer Enerji ve Reaktör Fiziği

Nükleer reaktörlerde, beta fission ürünlerinin çürütmeleri, atıkların çoğunun doğrudan ölçülmediğini tespit eder.Demokratlı ısının azaltılması, reaktörlerin kapatılmasından sonra serbest bırakılmasının kritik olduğunu.Bu çürük enerji spektrumu, nükleer santrallerin nükleer yapısını izlemek ve incelemek için beta çürüklere bağlıdır.

Nükleer Tıp

Radyolojik görüntüleme ve terapide kullanılan radyootopes genellikle beta çürük zincirler ile üretilir. Örnekler,0)0[0)0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|onarım, tedavi amaçlı yöntemler için daha iyi (örneğin, 9-)

Son gelişmeler ve Future Yollar

Alan hızla ilerliyor. Hesaplama gücü ve nükleer teorideki ilerlemeler, tüm nükleer grafikteki beta tahminleri daha doğru tahminlere olanak sağlıyor. Makine öğrenme teknikleri beta yarı hayattaki ve daha fazlapolate to nuclides henüz deneysel olarak incelenmemek için uygulanır. Sonraki nesil radyoaktif kiriş tesislerin stabilite sınırlarını zorlayacak, nötron damla hattının yakınında beta çürümelerine izin verecek.

Özetle, beta boz seçimi kuralları ve geçiş olasılıklarının etkisi derindir. Basit izin verilen geçişlerden kapalı kabuklardan uzaklara son derece yasak K-forbidden çürümelerine ve tıbbi isotope üretimine kadar her türlü beta çürümesinin etkisi, bu Interplay'in derinliği sadece temel nükleer fizik için değil, aynı zamanda yıldız nükleusynthesis'ten nükleer reaktöre kadar değişen pratik uygulamalar için de önemlidir.

[FONT:0]Further okuma:[Dönetici:[Dönerge:0)[Dönetici:0))[Dönetici:[Dönetici:))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))İngilizce.[İngilizce.