28-6 Potenciálna bariéra jadra
28-1 Nukleóny; 28-2 Modely jadra; 28-3
Hmotnostný defekt a väzbová energia jadra; 28-4 Hmotnostný defekt a
jadrové reakcie; 28-5 Fúzia a štiepenie jadier; 28-6 Potenciálna bariéra
jadra; 28-7 Tunelový jav; 28-8 Alfa rozpad a reakcie nabitých častíc;
28-6 Potenciálna bariéra jadra
Ak sa k jadru približuje kladne nabitá častica – napríklad častica alfa, alebo protón –, pôsobia na ňu elektrické odpudivé sily, a častica sa nevie dostať na dosah jadrových síl, jedine, že má dostatočne veľkú kinetickú energiu, aby prekonala elektrostatické odpudzovanie. Pokiaľ sa však častica dokáže priblížiť k jadru v dostatočnej miere, jadrové sily okamžite účinkujú, a stiahnu približujúcu sa časticu do jadra. Nakreslime potenciálnu energiu kladne nabitej častice ako funkciu vzdialenosti od stredu jadra – krivka je znázornená na obr. 28.3. Táto krivka ukazuje, že kladná častica pri približovaní k jadru, ale tiež pri jej opúšťaní musí prekonať určitú bariéru, „potenciálnu bariéru“. Podľa zákonov klasickej mechaniky nalietavajúca, či vylietavajúca častica sa dokáže dostať cez túto potenciálnu bariéru len vtedy, keď jej kinetická energia je väčšia než maximálna hodnota potenciálnej bariéry. Experimentálne údaje však ukazujú, že tomu tak rozhodne nie je. Napríklad, polomer jadra uránu je 9×10−15 m, a výška potenciálnej bariéry je 27 MeV. Teraz by sme mohli očakávať, že z jadra uránu sa dokážu uvoľniť len častice s kinetickou energiou väčšou, než 27 MeV. Z experimentov však vieme, že urán vyžaruje častice alfa, ktorých energia je len 4,2 MeV, a je skutočne ťažko pochopiteľné, že ako sa mohli dostať cez potenciálnu bariéru. Pri umelom pretváraní atómových jadier – aj v Rutherfordových experimentoch – energia bombardujúcich častíc je často nižšia, než je výška potenciálnej bariéry bombardovaného jadra, a napriek tomu niektoré bombardujúce častice sa do jadra dostanú, a spôsobia premenu jadra.