Decaimento alpha: uma abordagem por tunelamento quântico

Daniel Borges Silva

ORCID iD Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE), Campus Cedro Brasil

Francisco Florêncio Batista Júnior

ORCID iD Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE), Campus Cedro Brasil

Resumo

O presente trabalho buscou deduzir a teoria do decaimento alpha, tomando como base o tunelamento quântico e usando aproximações na resolução da equação de Schrödinger para o potencial coulombiano, em que foi possível encontrar de forma analítica a constante de decaimento alpha. Uma das aproximações usadas foi o método de resolução de equações diferencias WKB, pelo qual pudemos encontrar o fator de Gamow. A partir daí, foi possível identificar a dependência da taxa de decaimento com a energia da radiação, bem como o número atômico. Além disso, entendemos o comportamento da probabilidade de tunelamento com respeito a algumas variáveis como energia da partícula emitida e número atômico do núcleo que decai. Com isso, podemos ajudar pesquisadores em geral no estudo da radiação alpha.

Palavras-chave


Radiação; Decaimento alpha; Tunelamento quântico; WKB


Texto completo:

Referências


ABRAMOWITZ, M.; STEGUN, I. A. Handbook of mathematicalfunctions: withformulas, graphs, and mathematical tables. New York: Dover Publications, 1965.

AGRELLO, D. A. Efeito Túnel em Reações Nucleares. 1992. Tese (Doutorado em Física) — Universidade Estadual Paulista, São Paulo, 1992.

ANGELO, M. de S. George Gamow: O Universo Primordial. [S.l.], 2016. Disponível em: http://lilith.fisica.ufmg.br/~dsoares/ensino/1-07/mateus-gamow.htm. Acesso em: 3 abr. 2019.

EISBERG, R.; RESNICK, R. Física Quântica: Átomos, Moléculas, Sólidos, Núcleos e Partículas. 29. ed. Rio de Janeiro: Campus, 1979.

FRENCH, A. P.; TAYLOR, E. F. Introducción a lá Física Cuántica. 4. ed. Barcelona: Editorial Reverté, 2003.

GRIFFITHS, D. J. Mecânica Quântica. 2. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.

LAZAREV, Y. A.; LOBANOV, Y. V.; OGANESYAN, Y.. Alpha decay of 273 110: shell closure at N= 162. California: JINR, 1995.

MANG, H. Alpha decay. Annual Review of Nuclear Science, Palo Alto, v. 14, n. 1, p. 1-26, 1964.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica: Ótica, Relatividade, Física Quântica. 1. ed. São Paulo: Blucher, 1998.

PARKHOMENKO, A.; SOBICZEWSKI, A. Phenomenological formula for alpha-decay half-lives of heaviest nuclei. Acta physica polonica B, v. 36, p. 3095, 2005.

PEDRON, I. T.; MENDES, R. Equaçoes nao lineares, método wkb generalizado e aplicaçao a equaçao de thomas-fermi. Revista Brasileira de Ensino de Fısica, Sao Paulo, v. 30, n. 1, p. 1309.1-1309.5, 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1806-11172008000100010. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1806-11172008000100010&script=sci_abstract&tlng=pt. Acesso em: 20 ago. 2019.

RASMUSSEN, J. O. Alpha-decay barrier penetrabilities with an exponential nuclear potential: even-even nuclei. Physical Review, v. 113, n. 6, p. 1593-1598, 1959a. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.113.1593. Disponível em: https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.113.1593. Acesso em: 20 ago. 2019.

RASMUSSEN, J. Alpha-decay barrier penetrabilities with an exponential nuclear potential: odd-mass nuclei. Physical Review, v. 115, n. 6, p. 1675-1679, 1959b. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.115.1675. Disponível em: https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.115.1675. Acesso em: 20 ago. 2019.

SAKURAI, J. J.; NAPOLITANO, J. Modern quantum mechanics. [S.l.]: Pearson Harlow, 2014.

SAMANA, A. R.Tópicos de física nuclear. [S.l.], 2012. Disponível em: http://nead.uesc.br/ arquivos/Fisica/fisica-nuclear/FisNuc3-4a.pdf. Acesso em: 15 abr. 2019.

TIPLER, P. A.; LLEWELLYN, R. A. Física Moderna. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013.

TIPLER, P. A.;MOSCA, G. Física para cientistas e engenheiros. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-03062015v1n46p99-110

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