Структура физической вселенной. Том 2

Обычный способ проведения экспериментов по преобразованию – ускорение маленькой или субатомной единицы до очень высокой скорости и принуждение ударять по цели. В общем, степень фрагментации атомов цели зависит от относительной устойчивости атомов и кинетической энергии случайных частиц. Например, если мы используем атомы водорода, ударяющие по алюминиевой цели на относительно низком энергетическом уровне, мы получаем результат, аналогичный уже обсужденной реакции Al27 + He4. Типичные уравнения:

Al27 + H1 => Mg24 + He4
26–1 + 2–(1) => 28–0 => 24–0 + 4–0
Al27 + H1 => Si27 + n1
26–1 + 2–(1) => 28–0 => 28–(1) + 0-1

Большие энергии создают дальнейшую фрагментацию, и результатом такой перегруппировки является:

Al27 + H1 => Na24 + 3 H1 + n1
26–1 + 2–(1) => 28–0 => 22–2 + 6–(3) + 0-1

Общий принцип, что степень фрагментации является функцией энергии случайных частиц, оказывает важное влияние на относительные вероятности разных реакций при очень высоких температурах, и будет детально рассматриваться позже.

В крайней ситуации, когда атом цели тяжел и нестабилен, фрагменты могут быть относительно большими. В данном случае процесс известен как расщепление. Разница между процессом расщепления и ранее описанными реакциями преобразования просто в степени, и применяются те же соотношения.

Хотя посредством надлежащего процесса во многих случаях можно преобразовать один устойчивый изотоп в другой, более общее правило таково: Если начальные реагенты устойчивы, основной продукт нестабилен и, следовательно, радиоактивен. Конечно, причина в том, что стабильные изотопы обладают соотношениями вибрационной массы к массе вращения, пребывающими внутри зоны стабильности, и любое изменение в соотношении стремиться выйти из этой зоны. Например, изотоп P30, образовавшийся в результате реакции между атомами алюминия и гелия, пребывает ниже зоны стабильности; то есть обладает дефицитом вибрационной массы. Поэтому посредством процесса b+ он распадается и образует устойчивый изотоп кремния.

P30 => Si30
30–0 => 28-2

В радиоактивных реакциях тяжелых элементов продукты часто обладают значительными избытками вибрационной массы. В таких случаях происходит последовательные бета испускания, приводящие к распаду цепей, в результате которых неустойчивые изотопы шаг за шагом движутся к стабильности. Одна из относительно длинных цепей такого вида такова: