რომელი ბირთვული დაშლის გამოყოფა შედგება მხოლოდ ენერგიისგან?

ატომის ბირთვი შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან, რომლებიც, თავის მხრივ, შედგება ფუნდამენტური ნაწილაკებისგან, რომლებიც კვარკების სახელით არის ცნობილი. თითოეულ ელემენტს აქვს პროტონის დამახასიათებელი რაოდენობა, მაგრამ შეიძლება ჰქონდეს სხვადასხვა ფორმა, ან იზოტოპები, რომელთაგან თითოეულს აქვს განსხვავებული რაოდენობის ნეიტრონები. ელემენტები შეიძლება დაიშალა სხვაში, თუ პროცესი უფრო დაბალ ენერგეტიკულ მდგომარეობას გამოიწვევს. გამა გამოსხივება არის სუფთა ენერგიის დაშლა.

კვანტური ფიზიკის კანონები ამის პროგნოზირებას ახდენს არასტაბილური ატომი დაკარგავს ენერგიას დაშლის შედეგად, მაგრამ ზუსტად ვერ პროგნოზირებს როდის გაივლის კონკრეტული ატომი ამ პროცესს. კვანტური ფიზიკის მაქსიმალური პროგნოზირება არის ნაწილაკების შეგროვების საშუალო დროის გახრწნა. აღმოჩენილ ბირთვულ დაშლის პირველ სამ ტიპს რადიოაქტიური დაშლა ეწოდა და შედგება ალფა, ბეტა და გამა დაშლისგან. ალფა და ბეტა დაშლა გარდაიქმნება ერთი ელემენტი სხვაში და მას ხშირად თან ახლავს გამა დაშლა, რომელიც გამოყოფს პროდუქტების ზედმეტ ენერგიას.

გამა დაშლა არის ბირთვული ნაწილაკების ემისიის ტიპიური ქვეპროდუქტი. ალფა დაშლაში არასტაბილური ატომი გამოყოფს ჰელიუმის ბირთვს, რომელიც შედგება ორი პროტონისა და ორი ნეიტრონისგან. მაგალითად, ურანის ერთ იზოტოპს აქვს 92 პროტონი და 146 ნეიტრონი. მას შეუძლია განიცადოს ალფა დაშლა, გახდეს ტორიუმის ელემენტი და შედგება 90 პროტონისა და 144 ნეიტრონისგან. ბეტა დაშლა ხდება მაშინ, როდესაც ნეიტრონი ხდება პროტონი, პროცესში გამოყოფს ელექტრონსა და ანტინეიტრინოს. მაგალითად, ბეტა დაშლის შედეგად ნახშირბადის იზოტოპი ხდება ექვსი პროტონი და რვა ნეიტრონი აზოტად, რომელიც შეიცავს შვიდი პროტონისა და შვიდი ნეიტრონის.

ნაწილაკების ემისია ხშირად ატომს აღგზნებულ მდგომარეობაში ტოვებს. ამასთან, ბუნება ამჯობინებს, რომ ნაწილაკები მიიღონ მინიმუმ ენერგიის ან მიწის მდგომარეობის მდგომარეობა. ამ მიზნით, აღგზნებულ ბირთვს შეუძლია გამოასხიროს გამა სხივი, რომელიც გადააქვს ზედმეტი ენერგია, როგორც ელექტრომაგნიტური გამოსხივება. გამა სხივებს გაცილებით მაღალი სიხშირე აქვთ, ვიდრე სინათლის, რაც ნიშნავს, რომ მათ აქვთ უფრო მაღალი ენერგიის შემცველობა. ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ყველა ფორმის მსგავსად, გამა სხივებიც მოძრაობენ სინათლის სიჩქარით. გამა სხივების ემისიის მაგალითი ხდება მაშინ, როდესაც კობალტი განიცდის ბეტა დაშლას და ხდება ნიკელი. აღელვებული ნიკელი აძლევს ორ გამა სხივს, რათა დაეშვას მის ენერგეტიკულ მდგომარეობაში.

როგორც წესი, ძალიან ცოტა დრო სჭირდება აღგზნებულ ბირთვს გამა სხივის გამოსხივებას. ამასთან, გარკვეული აღგზნებული ბირთვები "მეტასტალაციურია", რაც ნიშნავს, რომ მათ შეიძლება გადაიდონ გამა სხივების გამოყოფა. დაგვიანება შეიძლება წამის მხოლოდ ნაწილს გაგრძელდეს, მაგრამ ის შეიძლება გაგრძელდეს წუთებზე, საათებზე, წლებზე ან კიდევ უფრო მეტხანს. შეფერხება ხდება მაშინ, როდესაც ბირთვის დატრიალება კრძალავს გამა დაშლას. კიდევ ერთი განსაკუთრებული ეფექტი ხდება, როდესაც ორბიტაზე მყოფი ელექტრონი შთანთქავს გამოსხივებულ გამა სხივს და გამოიდევნება ორბიტიდან. ეს ცნობილია როგორც ფოტოელექტრული ეფექტი.