Кластерная радиоактивность

КЛАСТЕРНАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ, самопроизвольный распад тяжёлых ядер, находящихся в основных состояниях, с вылетом лёгких ядер (кластеров) тяжелее ⁴Не, но легче самых лёгких осколков деления. Впервые наблюдалась в 1984 как распад ²²³Ra → ¹⁴С + ²⁰⁸Pb. Кластерные распады энергетически разрешены для многих сотен изотопов тяжелее Zr. Из-за чрезвычайно малой вероятности процесса кластерная радиоактивность до сих пор обнаружена лишь у около 20 нуклидов: материнские ядра лежат в диапазоне от ²²¹ Fr до ²⁴²Сm, а вылетающие фрагменты - от ¹⁴С до ³⁴Si. Во всех наблюдённых случаях остаточным ядром является дважды магический ²⁰⁸Pb (смотри Магические ядра) или его ближайшие соседи. По этой причине кластерную радиоактивность иногда называют «свинцовой». Наличие замкнутых нуклонных оболочек в образующихся ядрах при прочих равных условиях значительно повышает вероятность кластерного распада. Предсказана не обнаруженная пока «оловянная» радиоактивность ядер диапазона ¹¹²Ва-¹¹⁸Се, для которых ожидается распад с образованием ядер ¹²С, ¹⁶О и дважды магического ¹⁰⁰Sn. Почти все кластерные распады были обнаружены с помощью твердотельных трековых детекторов.

Кластерная  радиоактивность занимает промежуточное место между α-распадом и спонтанным делением. Изучение кластерной радиоактивности позволяет понять связь между этими двумя процессами, теоретические описания которых сильно различаются. Единой теории кластерной радиоактивности, способной объяснить все её наблюдаемые особенности, к началу 21 века не создано. Распады с вылетом самых лёгких ядер, по-видимому, происходят в два этапа, как и в случае α-радиоактивности: сначала на поверхности материнского ядра образуется кластер, который затем преодолевает кулоновский барьер ядра. Существование такого механизма распада укладывается в кластерную модель ядра. Кластерный распад с вылетом фрагментов, массовые числа которых лежат в диапазоне 25-30, скорее всего, напоминает процесс деления. В этом случае движение нуклонов начинается в материнском ядре в результате его колебаний, а формирование фрагментов происходит постепенно, по мере деформирования ядра. Различные модели кластерной радиоактивности обычно предсказывают примерно одинаковые вероятности распадов, что сильно затрудняет определение механизма кластерной радиоактивности.

Лит.: Чувильский Ю. М. Кластерная радиоактивность. М., 1997.