Otkrivanje alfa-čestica, značajke, primjene

alfa čestice (ili čestice α) su jezgre ioniziranih atoma helija koje su stoga izgubile svoje elektrone. Jezgre helija sastoje se od dva protona i dva neutrona. Zatim, te čestice imaju pozitivan električni naboj čija je vrijednost dvostruko veća od elektrona, a njegova atomska masa je 4 jedinice atomske mase.

Alfa čestice se spontano emitiraju određenim radioaktivnim tvarima. U slučaju Zemlje, glavni poznati prirodni izvor emisije alfa zračenja je radonski plin. Radon je radioaktivni plin koji je prisutan u tlu, vodi, zraku iu nekim stijenama.

indeks

• 1 Otkriće
• 2 Značajke
  • 2.1 Atomska masa
  • 2.2 Učitavanje
  • 2.3 Brzina
  • 2.4 Ionizacija
  • 2.5 Kinetička energija
  • 2.6 Kapacitet prodiranja
• 3 Alfa raspad
  • 3.1 Alfa raspad s jezgri urana
  • 3.2 Helij
• 4 Toksičnost i zdravstveni rizik alfa čestica
• 5 Aplikacije
• 6 Reference

otkriće

Kroz godine 1899. i 1900. godine fizičari Ernest Rutherford (koji je radio na Sveučilištu McGill u Montrealu, Kanada) i Paul Villard (koji su radili u Parizu) razlikovali su tri tipa naselja, koje je Rutherford imenovao kao: alfa, beta i gama.

Razlika je napravljena na temelju sposobnosti prodiranja u objekte i njihovog odstupanja zbog magnetskog polja. Zahvaljujući tim svojstvima, Rutherford je definirao alfa zrake kao one koje su imale manji kapacitet penetracije u običnim objektima.

Dakle, Rutherfordov rad uključivao je mjerenja omjera mase čestice alfa i njezine naboje. Ta mjerenja su ga navela da postavi hipotezu da su alfa čestice dvostruko nabijeni ioni helija.

Konačno, 1907. Ernest Rutherford i Thomas Royds bili su u stanju pokazati da je hipoteza koju je ustanovio Rutherford istinita, pokazujući tako da su alfa čestice dvostruko ionizirane helijeve ione..

značajke

Neke od glavnih značajki alfa čestica su sljedeće:

Atomska masa

4 jedinice atomske mase; to jest, 6,68. 10^-27 kg.

opterećenje

Pozitivan, dvostruki naboj elektrona, ili ono što je isto: 3.2. 10^-19 C.

brzina

Reda veličine između 1,5 · 10⁷ m / s i 3,10⁷ m / s.

ionizacija

Oni imaju visoki kapacitet za ioniziranje plinova, pretvarajući ih u vodljive plinove.

Kinetička energija

Njegova kinetička energija je vrlo visoka zbog velike mase i brzine.

Kapacitet prodiranja

Oni imaju nisku sposobnost prodiranja. U atmosferi brzo gube brzinu u interakciji s različitim molekulama kao posljedica njihove velike mase i električnog naboja.

Alfa raspad

Alfa raspad ili alfa raspad je vrsta radioaktivnog raspada koji se sastoji od emisije alfa čestice.

Kada se to dogodi, radioaktivna jezgra vidi svoj maseni broj smanjen za četiri jedinice i njegov atomski broj za dvije jedinice.

Općenito, postupak je sljedeći:

_Z X → ^A-4_Z-2i + ⁴₂Jesam

Alfa raspad se obično događa u većim jezgrama. Teoretski, može se pojaviti samo u jezgrama koje su nešto teže od nikla, pri čemu opća energija vezanja po nukleonu više nije minimalna.

Najlakše jezgre koje emitiraju poznate alfa čestice su izotopi niže mase telurija. Dakle, telurij 106 (¹⁰⁶Te) je najlakši izotop u kojem se javlja alfa raspadanje u prirodi. Međutim, iznimno ⁸Biti se može podijeliti na dvije alfa čestice.

Budući da su alfa čestice relativno teške i pozitivno nabijene, njihov prosječni slobodni put je vrlo kratak, tako da brzo gube svoju kinetičku energiju na neposrednoj udaljenosti od izvora.

Alfa raspad s jezgri urana

Vrlo čest slučaj alfa raspadanja odvija se u uranu. Uran je najteži kemijski element koji se nalazi u prirodi.

U svom prirodnom obliku, uran se pojavljuje u tri izotopa: uran-234 (0,01%), uran-235 (0,71%) i uran-238 (99,28%). Proces raspadanja alfa za najzastupljeniji izotop urana je sljedeći:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Jesam

helijum

Sav helij koji trenutno postoji na Zemlji potječe iz procesa raspadanja različitih radioaktivnih elemenata.

Zbog toga se obično nalazi u mineralnim naslagama bogatim uranijem ili torijem. Isto tako, također se pojavljuje povezan s izvorima za ekstrakciju prirodnog plina.

Toksičnost i zdravstveni rizici alfa čestica

Općenito, vanjsko alfa zračenje ne predstavlja opasnost za zdravlje, jer alfa čestice mogu putovati samo nekoliko centimetara.

Na taj način alfa čestice apsorbiraju plinovi prisutni u samo nekoliko centimetara zraka ili tankim vanjskim slojem mrtve kože osobe, čime se izbjegava svaki rizik za zdravlje ljudi.

Međutim, alfa čestice su vrlo opasne za zdravlje ako se progutaju ili udišu..

To je zbog toga što, iako imaju malu penetracijsku snagu, njihov utjecaj je vrlo velik, jer su najteže atomske čestice koje emitira radioaktivni izvor.

aplikacije

Alfa čestice imaju različite primjene. Neki od najvažnijih su sljedeći:

- Liječenje raka.

- Uklanjanje statičkog elektriciteta u industriji.

- Koristite u detektorima dima.

- Izvor goriva za satelite i svemirske letjelice.

- Izvor napajanja za pejsmejker.

- Izvor napajanja za stanice daljinskog senzora.

- Izvor energije za seizmičke i oceanografske uređaje.

Kao što možete vidjeti, vrlo česta upotreba alfa čestica je izvor energije za različite primjene.

Osim toga, trenutno jedna od glavnih primjena alfa čestica je kao projektil u nuklearnim istraživanjima.

Prvo, alfa čestice nastaju ionizacijom (tj. Odvajanjem elektrona od helija). Kasnije se ove alfa čestice ubrzavaju pri visokim energijama.

reference

1. Alfa čestica (n.d.). U Wikipediji. Preuzeto 17. travnja 2018. s en.wikipedia.org.
2. Alfa raspad (n.d.). U Wikipediji. Preuzeto 17. travnja 2018. s en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantna fizika: Atomi, molekule, krute tvari, jezgre i čestice. Meksiko D.F: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Suvremena fizika(4. izdanje). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Uvodna nuklearna fizika. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantna fizika: Atomi, molekule, krute tvari, jezgre i čestice. Meksiko D.F: Limusa.