01 알파붕괴란? (α- decay)

01 알파붕괴란? (α- decay)

 방사성원자핵이 α입자를 방출하고 다른 종류의 원자핵으로 바뀌는 과정. α입자는 양성자 2개, 중성자 2개로 이루어진 헬륨원자핵(4He)이다. 따라서 이 붕괴를 거친 원자핵은 원자번호가 2만큼, 질량수가 4만큼 감소한다.
대표적인 방사성붕괴의 하나이다. 붕괴하는 원자핵은 α입자, 즉 헬륨원자핵(4He)을 방출하고 원자번호가 2, 질량수가 4만큼 감소한다. 천연 및 인공 방사성원소 가운데 원자번호가 비교적 높은(83 이상) 핵종에서만 볼 수 있는 현상이다.

 반감기는 10-7초~1010년으로 핵종에 따라 다양하다. α붕괴의 과정은 원자핵 속에 갇혀 있는 α입자가 핵력과 전자기력으로 이루어진 포텐셜장벽을 양자역학적인 터널링효과로 뛰어넘는다는 생각에 입각한 가모-콘든-거니의 이론에 의해 대체로 설명할 수 있다.

 방출되는 α입자의 에너지는 수 MeV(메가전자볼트) 정도이다. 1911년 H.가이거와 누탈이 발견한 경험법칙에 따르면 붕괴상수 λ와 α선의 도달거리 R 사이에는 log λ=A+B log R 라는 관계가 있다. 이에 따르면 수명이 짧은 핵종일수록 방출되는 α선의 에너지가 큰 경향이 있다. 그리고 α선의 에너지는 붕괴 결과 생겨난 새 원자핵의 들뜬상태에 따라 달라진다. 이는 새 원자핵의 들뜬상태의 성질이나 구조를 살피는 데 중요한 단서가 된다.