Про радіоактивний розпад.
Радіоактивний розпад за своєю суттю — явище, яке описує квантова механіка. Причому дуже добре. Спробую навести аналогію, але відразу попереджаю: квантова механіка настільки далека від ПОВСЯКДЕННИХ понять, що повної й однозначної аналогії бути не може. Порпайтеся з цього приводу в мережі й виявите, що вона спантеличила й Ейнштейна. Як людина він її не зміг прийняти, хоча погоджувався з усіма викладками та збігом з експериментами.
Так от, у нестабільних елементах ядру енергетично вигідно бути не цілим, а розвалитися на шматочки. Але є бар’єр із внутрішньоядерних сил, який не дає це зробити відразу. Уявіть собі: ви на вершині гори, оточеній парканом. Начебто котитися вниз енергетично вигідно, але щоб почати шлях, потрібно подолати двометровий паркан одним стрибком. А ви не можете: у вас енергії, вміння, сил — лише на 143 сантиметри. Де взяти відсутні 57? Енергія, яка піде на подолання паркану, відразу повернеться, коли ви летітимете вниз із того боку. Тобто з погляду величини потенціальної енергії байдуже, з якого боку паркану ви стоїте. Якщо вже стоїте. А от процес подолання — тема окрема )) Саме тут аналогія з людиною й парканом перестає працювати. А повною мірою виявляються закони квантового світу.
Річ у тім, що закон збереження енергії виконується статистично. Тобто ніщо не заважає появі з вакууму частинки — точніше, пари частинок. І так, не треба сприймати вакуум як порожнечу: фізичний вакуум — складна польова структура.
Якщо будуть виконані певні умови. Маса частинок — або енергія спокою через знамениту формулу Ейнштейна, — помножена на час, на який частинка з’являється, щоб зникнути, має бути меншою за сталу Планка, поділену на два, або дорівнювати їй. Докладніше можете знайти в книжках із квантової механіки або у Вікіпедії. Відповідно, вакуум «кипить», звідси відмінна від одиниці діелектрична проникність вакууму, ефект Казимира й багато іншого — дивіться Вікіпедію та книжки. Під кипінням розуміються акти постійного народження й загибелі — точніше, зникнення та появи, а то якось антропоморфно виходить — пар частинка-античастинка. Чому пар? Закон збереження заряду, причому не лише електричного, ніхто не скасовував, тому пари — щоб сума зарядів дорівнювала нулю. І ці частинки можуть на короткий час «поділитися» енергією з оточенням за умови, що вона відразу повернеться. «Відразу» — поняття не фізичне, але якщо знадобляться конкретні формули для конкретного явища, наколупаю і їх; чого не знайду — друзі-теорфізики допоможуть. А отже, частинкам, оточеним потенціальним бар’єром, є звідки взяти енергію на час.
А суть величини періоду напіврозпаду речовини — це ймовірність цієї події для даної квантовомеханічної системи. І її можна розрахувати, тільки кількість обчислень для чогось складнішого за водень уже дуже велика. Може, з’являться квантові комп’ютери й стане легше ).)) )
Зізнаюся чесно: як зараз справи з квантовомеханічними розрахунками, я не знаю. Можете з’ясувати самі в інтернеті.
Єдина аналогія, хоча дуже натягнута, навіть дещо дурнувата, — це що біля вас і паркану постійно з’являються й зникають особи, причому на добрій швидкості. Іноді вони з’являються так, що при цьому дають вам копняка. Ви злітаєте вгору й, упавши назад, повертаєте тому, хто вас копнув, енергію, і він зникає. Попереджав: аналогія дурнувата. І от якщо в цей момент ви якраз і самі підстрибнули, а в того, хто копнув, було достатньо енергії, може вийти так, що копнули вас усередині паркану, а приземлилися ви вже зовні на того віртуального типа, який вас копнув. Відразу згадався анекдот, що їжачок — птах гордий: поки не копнеш — не полетить! А слово «віртуальний» перекладається як «можливий». Тобто енергії у вас рівно стільки ж, скільки й усередині паркану? Саме так! Але! Якщо всередині паркану вас стримували сили внутрішньоядерної взаємодії, які дуже швидко зменшуються з відстанню — вони й були тим парканом, — то тепер починають переважати сили електростатичного відштовхування. Ядро складається з однойменно заряджених протонів і нейтральних нейтронів, разом їх і втримує сильна взаємодія. «Сильна» в цьому контексті — фізичний термін. Є ще й слабка. Фізикам теж не чужі гумор та аналогії. Почитайте, наприклад, книжки «Фізики жартують» і «Фізики продовжують жартувати», у мене ще паперові є. Про сильну взаємодію подивіться у Вікіпедії, незрозуміло — напишіть, спробую пояснити. А кумедних назв у фізиці вистачає: чого варті «зачаровані» частинки й «дивні» кварки. Та й саме походження слова «кварк» подивіться в інтернеті. )))) Так от, сильну взаємодію подолано для даного протона чи згустку протонно-нейтронної речовини, і ці «відщепенці» розлітаються під дією електростатичного відштовхування. Летять швидко, зі швидкістю в десятки тисяч кілометрів за секунду. У середньому. Гальмуються об навколишні молекули, розносячи їх на друзки. Цим і небезпечна радіоактивна речовина для живих істот. Для молекул, із яких складається наш організм, це як кулі з п’ятилінійної гвинтівки. Лінія — одна десята дюйма, 2,54 мм. Відповідно, три лінії — 7,62 мм — «трилінійка», п’ять ліній — 12,7 мм. Це я так, знаннями ділюся. Діти недавно запитували, де лінії на трилінійці, я пояснював, звідки назва.
Ще небезпечніше, коли радіоактивна речовина потрапляє всередину організму й такий активний атом розпадається вже всередині клітини — і летить шмаття по закутках.
Джерело: авторська публікація на Proza.ru.