Протонная эмиссия (также известная как протонная радиоактивность ) — редкий тип радиоактивного распада, при котором протон выбрасывается из ядра . Протонная эмиссия может происходить из высоколежащих возбужденных состояний в ядре после бета-распада , в этом случае процесс известен как бета-задержанная протонная эмиссия, или может происходить из основного состояния (или низколежащего изомера ) очень богатых протонами ядер, в этом случае процесс очень похож на альфа-распад . [ требуется цитирование ] Для того чтобы протон покинул ядро, энергия отделения протона должна быть отрицательной (Sp < 0) — поэтому протон не связан и туннелирует из ядра за конечное время. Скорость протонной эмиссии регулируется ядерным, кулоновским и центробежным потенциалами ядра, причем центробежный потенциал влияет на большую часть скорости протонной эмиссии. Период полураспада ядра относительно протонной эмиссии зависит от энергии протона и его орбитального углового момента. [1] Излучение протонов не наблюдается в природных изотопах; излучатели протонов могут быть получены посредством ядерных реакций , обычно с использованием линейных ускорителей частиц .
Хотя быстрая (т.е. не бета-задержанная) эмиссия протонов наблюдалась из изомера в кобальте-53 еще в 1969 году, никаких других состояний с эмиссией протонов не было обнаружено до 1981 года, когда в экспериментах в GSI в Западной Германии были обнаружены основные радиоактивные состояния протонов лютеция-151 и тулия-147 . [2] Исследования в этой области расцвели после этого прорыва, и на сегодняшний день обнаружено, что более 25 изотопов демонстрируют эмиссию протонов. Изучение эмиссии протонов помогло понять ядерную деформацию, массы и структуру, и это чистый пример квантового туннелирования .
В 2002 году одновременная эмиссия двух протонов из ядра железа-45 наблюдалась в экспериментах на GSI и GANIL ( Grand Accélérateur National d'Ions Lourds at Caen ). [3] В 2005 году было экспериментально установлено (на той же установке), что цинк-54 также может подвергаться двухпротонному распаду. [4]