1. 
распад.
К α-распаду относятся процессы, проходящие по схеме:
К примеру: 
α-распад характерен для тяжелых элементов с большим числом нуклоидов, которые в таблице Менделеева идут после свинца. Энергия вылетающих α-частиц для всех ядер, укладывается в интервал от 4 до 9 МэВ.
Энергия вылетающих частиц связана с периодом полу распада 
, где Е – кинетическая энергия, 
и 
- константы, которые одинаковы для всех ядер.
В начале эти формулы были получены экспериментально Гейгером и Неттолом, а затем и теоретически Гаммовым.
Процесс распада обусловлен сильными взаимодействиями. Рассмотрим график потенциальной энергии взаимодействия α-частицы и дочернего ядра Y.
График выглядит так:
На расстоянии 
потенциальная энергия резко убывает, т.к. включаются ядерные силы притяжения.
МэВ.
Каким же образом α-частица преодолевает такой потенциальный барьер? В рамках классической физики ответа на этот вопрос нет (объяснить невозможно).
В квантовой механике известен туннельный эффект, состоящий в том, что частицы находятся в потенциальной яме с конечной высотой барьера. Тем не менее, имеется вероятность выйти за пределы этой потенциальной ямы, что собственно объясняет α-распад.
2. β-распад.
В отличие от α-распада, β-распад обусловлен слабыми взаимодействиями.
β-распад происходит по схеме:
Пример:
- процесс β-распада.
К β-распаду также относится процесс излучения позитронов.
К-захват: ядро поглощает электрон, находящийся на ближайшем энергетическом уровне.
3. γ-распад.
γ-излучение – это электромагнитные волны с очень маленькой длиной волны, они занимают шкалу электромагнитных волн.
Если рассматривать излучение на уровне оптического диапазона, то связано с переходом е с первого энергетического уровня в атоме на другой.
Ядро, как квантовая частица принимает дискретный набор значений энергии. Для того, чтобы проходили такие явления как α,β-распады – необходимо одновременное выполнение целого ряда законов сохранения, таких как закон сохранения энергии, момента импульса.
Вероятность того, что одновременно все законы будут выполняться очень небольшая.
Возможность излучать гамма-кванты резко увеличивает такую вероятность, т.к. гамма-кванты уносят с собой избыток энергии, импульса, момента импульса.
Так называемый эффект резонансного излучения и поглащения γ-квантов ядрами. Суть этого явления: для атомов имеет место резонансное излучение и поглощение фотонов. Если энергия фотона соответствует разности энергии двух каких-либо энергетических уровней, то атом поглощает такой фотон, переходит в возбужденное состояние, а затем излучает такой же фотон. Если рядом находится другой, но такого же типа атом, то он поглощает этот фотон, а затем излучает другой, но такой же.
Можно было бы предположить, что для ядер и γ-квантов будет иметь место такое же явление, т.е. γ-квант, излучающий одни ядра будет поглощаться, а затем излучаться другим таким же ядром. Экспериментально этот факт не подтвердился.
Пусть у нас есть ядро, импульс которого = 0.
Затем оно излучает γ-квант, и приобретает некоторый импульс. Происходит излучение γ-квантов, согласно закону сохранения импульса: 
,
- импульс γ-кванта. 
.
Можно записать выражение для кинетической энергии ядра:
ЭВ
Рассмотрим спектр значений энергии ядра:
Допустим ядро поглощает γ-квант и переходит с уровня 
на уровень 
. На уровне ядро находится порядка 
секунд. Нам известно, что в квантовой физике выполняется принцип неопределенности Гейзенберга, согласно которому неопределенность значения энергии 
в течение промежутка времени 
: 
- это та неопределенность системы, которая неизбежна.
Неточность значения уровня = 
эВ.
Т.о. сравнивая величину и ту энергию, которая достается ядру при излучении γ-кванта, приходим к выводу, что эта энергия в миллион раз превышает допустимо возможные значения отклонения γ-квантов (поэтому отклонения не происходит).
Эти выводы были получены немецким физиком Мессбауэром.
Из формулы энергии ядра следует, что энергию, достающуюся ядру при излучении γ-кванта можно уменьшить путем увеличения массы ядра.
Если излучающее γ-квант ядро поместить в узел кристаллической решетки, то энергия отдачи будет приходиться на весь кристаллик, а поэтому перераспределение энергии будет в пользу γ-кванта, что должно в конечном итоге привести к резонансному излучению поглощения γ-квантов.
Эффект Мессбауэра получил достаточно широкое применение в физике. Например: измерение частот колебания атомов в узлах кристаллической решетки.
Лекция№5