Кла́стерная радиоакти́вность, кластерный распад — явление самопроизвольного испускания ядрами ядерных фрагментов (кластеров) тяжелее, чем α-частица.
В настоящее время экспериментально обнаружено 25 ядер от 114Ba до 241Am (почти все они — тяжёлые), испускающих из основных состояний кластеры типа 14С, 20О, 24Ne, 26Ne, 28Mg, 30Mg, 32Si и 34Si. Энергии относительного движения вылетающего кластера и дочернего ядра Q меняются от 28 до 94 МэВ и во всех случаях оказываются заметно меньшими высоты потенциального барьера VB. Таким образом, кластерный распад, как и альфа-распад, обусловлен туннельным эффектом — запрещённым в классической физике прохождением частицы сквозь потенциальный барьер.
Кластерный распад можно рассматривать как процесс, в некотором смысле промежуточный между альфа-распадом и спонтанным делением ядра.
Кластерная радиоактивность была открыта в 1984 году исследователями Оксфордского университета, которые зарегистрировали испускание ядра углерода 14C ядром радия 223Ra, происходившее в среднем один раз на миллиард (109) альфа-распадов.
Известные кластерные распады и их вероятность по отношению к основной моде распада материнского ядра приведены в таблице.Baum, E. M. et al. (2002). Nuclides and Isotopes: Chart of the nuclides 16th ed.. Knolls Atomic Power Laboratory (Lockheed Martin). Материнское ядроВылетающий кластерОтносительная вероятность распада 114Ba 12C ~3,0 221Fr 14C 8,14 221Ra 14C 1 222Ra 14C 3,07 223Ra 14C 8,5 224Ra 14C 6,1 226Ra 14C 2,9 225Ac 14C 6 228Th 20O Ne 1 ? 230Th 24Ne 5,6 231Pa 23F 24Ne 9,97 1,34 232U 24Ne 28Mg 2 1,18 233U 24Ne 25Ne 28Mg 7 1,3 234U 28Mg 24Ne 26Ne 1 9 235U 24Ne 25Ne 28Mg 29Mg 8 1,8 236U 24Ne 26Ne 28Mg 30Mg 9 2 236Pu 28Mg 2 238Pu 32Si 28Mg 30Mg 1,38 5,62x10−17 240Pu 34Si 6 237Np 30Mg 1,8 241Am 34Si 2,6 242Cm 34Si1
Кластерный распад кинематически разрешён для гораздо большего числа тяжёлых изотопов, однако вероятность в большинстве случаев настолько мала, что находится за пределами достижимости для реальных экспериментов. Это вызвано экспоненциальным уменьшением проницаемости потенциального барьера при росте его ширины и/или высоты.
Примечания
См. также Радиоактивность
Категория:Радиоактивность