|
|
В.А. Аксайский
Аннотация
Электронный спектр бета-распада интерпретируется в терминах модели черного тела без привлечения гипотезы нейтрино.
Введение
Как известно, нейтрино придумал Вольфганг Паули для объяснения спектра электронов, порождаемых бета-распадом. Энергетический бета-спектр радиоактивных бета-излучателей подобен непрерывным спектрам теплового излучения, термоэлектронной эмиссии и тормозного излучения. Полезным и универсальным способом описания таких спектров является модель черного тела Планка, не требующая в явном виде использования гипотезы нейтрино.
Типичным и наиболее изученным радиоактивным бета-излучателем является висмут-210, по старой терминологии радий-С. Бета-распад - основной канал распада изотопа 210Bi, вклад альфа-распада не превышает 104 %. Период полураспада 5 суток.
Модель
Допустим, бета-излучатель, - это черное тело с ядерным ферми-газом. Квазичастицы газа обладают зарядом, возможно дробным, - и подчиняются статистике Ферми-Дирака. Наличие заряда позволяет выражать кинетическую энергию в электрических единицах. Ниже приводится фрагмент mathcad-файла с простейшей формулой черного тела для плотности мощности бета-излучения 210Bi в зависимости от кинетической энергии бета-частиц:
Рис. 1 позволяет визуально сравнить бета-спектр 210Bi по формуле черного тела с экспериментальным спектром из пионерской работы C.D.Ellis и W.A.Wooster.
Рис.
1. Энергетический спектр электронов бета-распада 210Bi по формуле черного тела (красная линия) и экспериментальный спектр из работы C.D. Ellis and W.A. Wooster (синие кружки).Рис. 2 из статьи Г.А.Гамова демонстрирует форму спектров соседних бета-излучателей в ряду урана - 214
Pb (RaB), 210Bi (RaE), 214Bi (RaC). В рамках модели черного тела различие спектров может быть связано с разной температурой ядерного ферми-газа.
Рис.
2. Форма электронных спектров соседних бета-излучателей 214Pb (RaB), 210Bi (RaE), 214Bi (RaC) в ряду урана.Выводы
Показана возможность интерпретации спектра бета-распада в рамках модели черного тела. Любопытным предсказанием модели является очень высокая температура ядерного ферми-газа. Если это действительно так, то экспериментально обнаружить зависимость бета-распада от температуры будет не очень простой задачей.
Модель черного тела - термодинамическая, - она ничего не говорит о причинах, заставляющих тело излучать. Многие полагают, - причина вне тела, - например, Николай Козырев допускал, что Солнце излучает за счет поглощения Времени, хотя и не отрицал механизм термоядерных реакций. Несмотря на парадоксальность такого взгляда, он позволяет взглянуть на любой излучатель как переизлучатель, как открытую систему, имеющую характерные признаки живого.
Ссылки
Ellis C.D., Wooster W.A. The average energy of disintegration of radium E (1927)
https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rspa.1927.0168Гамов Г.А. Очерк развития учения о строении атомного ядра. V. Проблемы бета-распада. УФН 1934. Выпуск 4
. https://ufn.ru/ru/articles/1934/4/a/В.А. Аксайский, Спектр бета-распада и модель черного тела Планка // «Академия Тринитаризма», М.,
 |