Faktor větvení (fyzika)

Faktor větvení  je relativní pravděpodobnost rozpadu kvantově mechanického systému (částice, atomové jádro, excitovaný stav atomu nebo molekuly atd.) podél daného rozpadového kanálu [1] [2] . Faktor větvení je roven poměru konstanty částečného rozpadu pro daný kanál k konstantě celkového rozpadu: r i = λ i / λ . Například radioaktivní draslík-40 může podléhat radioaktivnímu rozpadu prostřednictvím tří kanálů [3] :

• beta mínus rozpad ( 40 K → 40 Ca + e − + ν e ),
• elektronický záchyt ( 40 K + e − → 40 Ar + ν e ),
• rozpad pozitronu ( 40 K → 40 Ar + e + + ν e ).

První rozpadový kanál je charakterizován faktorem větvení 89,28 ± 0,13 % . Pro poslední dva kanály (s tvorbou argonu-40) je celkový naměřený faktor větvení 10,72 ± 0,13 % . Je také známo, že faktor větvení pro třetí, nejvzácnější kanál je 0,001 %. Ze 100 000 rozpadů draslíku-40 tedy v průměru nastává asi 89 280 rozpadů s emisí elektronu, asi 10 720 rozpadů se záchytem orbitálního elektronu a pouze jeden rozpad s emisí pozitronu.

Znalost koeficientů větvení r i a celkového poločasu T 1/2 systému umožňuje určit pro konkrétní rozpadový kanál částečný poločas T ( i )
1/2(nebo částečná životnost τ i = 1 / λ i = T( i )
1/2/ln2 ):

kde τ = 1 / λ je celková životnost systému, když se vezmou v úvahu rozpady všemi kanály. Je zřejmé, že částečný poločas je vždy větší nebo roven celkovému poločasu rozpadu (protože faktor větvení, jako každá pravděpodobnost, je z definice číslo mezi nulou a jedničkou). Poločas rozpadu draslíku-40 je tedy 1,248 miliardy let [3] ; proto je částečný poločas rozpadu β - kanálu roven T(β − )
1/2T _ _ _ _ _ _(e + )
1/2= T 1/2 / 0,1072 ≈ 11,64 miliardy let .

Poznámky

1. ↑ IUPAC Gold Book internetová edice: " větvený zlomek ".
2. ↑ Faktor větvení // TERMOATOM. Terminologický slovník atomové vědy a techniky. Archivováno 17. června 2022 na Wayback Machine NATIONAL RESEARCH NUCLEAR UNIVERSITY MEPhI. Ruské národní centrum INIS - MAAE, Moskva, 2019
3. ↑ 1 2 Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Hodnocení jaderných vlastností Nubase2020  // Chinese Physics  C. - 2021. - Sv. 45 , iss. 3 . - S. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .