При оценке такого рода аргументации не следует забывать, что только внешний склон барьера вполне определяется действующим на больших расстояниях электрическим отталкиванием между отдельными ядерными частицами; внутренний же подъем его зависит главным образом от специфических ядерных сил, действующих на малых расстояниях. Следовательно, ядерные силы не будут препятствовать распаду воображаемого ядра, которое осталось бы после полного удаления барьера, в той же мере, в какой они препятствуют вылету нейтральной частицы из реальных ядер. Очевидно, что разница между этими двумя процессами будет тем больше, чем выше гребень потенциального барьера поднимается над энергией вылетающей частицы. В частном случае радиоактивных ядер, находящихся в нормальном состоянии, когда высота барьера для -лучей того же порядка, что и K, неустойчивость ядерной системы, остающейся после удаления этого барьера, по-видимому, настолько велика, что вероятность распада ядра практически определяется одним только действием барьера. Поэтому, несмотря на неточность, присущую всем определениям радиусов ядер, произведённым без более точного учёта разницы между различными возможными типами ядерных реакций, радиусы радиоактивных ядер, вычисленные с помощью формул типа (18), едва ли сильно изменятся, если принять во внимание новую постановку задачи как задачи многих тел (см. добавление IX).
Как уже отмечено в § 4, в сильно возбуждённых составных ядрах, образовавшихся при столкновениях, непосредственное действие сил отталкивания часто сводится просто к последующему ускорению заряженных частиц, испаряющихся из ядерной материи; поэтому соотношение между влиянием этих сил отталкивания и влиянием обмена энергиями между отдельными ядерными частицами на вероятности распада будет обратным тому, которое наблюдается при -распаде радиоактивных ядер в их нормальном состоянии. Указанное действие сил отталкивания (ускорение вылетевшей частицы) особенно ясно проявляется в хорошо изученных превращениях ядра, вызванных столкновениями -лучей с лёгкими ядрами, в результате которых вылетают очень быстрые протоны. Оказывается, что после вылета протона более вероятно, что ядро останется в возбуждённом, а не в нормальном состоянии, если только энергия достаточно велика; это походит на обстоятельства, сопровождающие вылет нейтрона. Единственная разница между относительным количеством различных групп протонов, появляющихся при таких превращениях, и тем же фактором для соответствующих групп нейтронов состоит в том, что благодаря отталкиванию даже самые медленные протоны обладают энергиями, значительно превышающими температуру составного ядра. Что же касается вычисления абсолютных значений вероятностей распада при помощи формул испарения типа (12), то следует помнить, что нельзя просто отождествлять скрытую теплоту испарения с энергией, необходимой для удаления на бесконечность протона при нормальном состоянии составного ядра; к этой энергии нужно прибавить потенциал протона у самой поверхности ядра с наружной её стороны.
§ 7. Столкновения между заряженными частицами и ядрами
Если энергия заряженных частиц, сталкивающихся с ядром, достаточно велика (например, сравнима с энергией быстрых нейтронов), то в ядерных превращениях, вызванных такими столкновениями, мы можем рассматривать образование составной системы как прямое следствие соприкосновения падающей частицы с первоначальным ядром. В случае заряженных частиц энергия, конечно, должна быть столь велика, чтобы даже после преодоления частицей отталкивания электростатического поля, окружающего ядро, длина волны её оставалась малой по сравнению с размерами ядра. Для столкновения очень быстрых -частиц с более лёгкими ядрами приближённое выполнение этих условий (которые являются условиями возможности элементарной трактовки механизма образования составной системы) доказывается тем фактом, что полный выход процессов распада почти не зависит от скорости падающих частиц. Это выступает ясно в тех случаях, когда в результате столкновений могут вылетать в сравнительно больших количествах как протоны, так и нейтроны; для этих случаев было найдено, что сумма количества испущенные протонов и нейтронов остаётся для большой области энергий -лучей замечательно постоянной, даже если их относительные количества и сильно меняются внутри этой области 1. В то же время это наблюдение показывает весьма убедительно, что вылетающие при таких столкновениях протоны и нейтроны не имеют прямого индивидуального отношения к падающим -лучам, но что испускание протонов и нейтронов представляет собой два конкурирующих между собой процесса распада составной системы 2.
1 О. Haxel. Zs. f. Phys., 1935, 93, 400.