ALFAPARTIKLER: FUNN, EGENSKAPER, ANVENDELSER - FYSISK - 2025

De alfa-partikler (eller a-partikler) er kjerner av heliumatomer ioniserte derfor har mistet elektroner. Heliumkjerner består av to protoner og to nøytroner. Så disse partiklene har en positiv elektrisk ladning hvis verdi er det dobbelte av ladningen for elektronet, og deres atommasse er 4 atommassenheter.

Alfapartikler slippes ut spontant av visse radioaktive stoffer. Når det gjelder Jorden, er den viktigste kjente naturlige kilden til alfa-stråleutslipp radongass. Radon er en radioaktiv gass som er til stede i jord, vann, luft og noen bergarter.

Oppdagelse

Det var gjennom årene 1899 og 1900 da fysikerne Ernest Rutherford (som jobbet ved McGill University i Montreal, Canada) og Paul Villard (som jobbet i Paris), differensierte tre typer innleveringer, kalt av Rutherford selv som: alfa, beta og gamma.

Skillet ble gjort basert på deres evne til å trenge gjennom gjenstander og deres avbøyning ved hjelp av et magnetfelt. I kraft av disse egenskapene definerte Rutherford alfastråler som å ha den laveste penetrasjonskapasiteten i vanlige objekter.

Dermed inkluderte Rutherfords arbeid målinger av forholdet mellom en alfa-partikkels masse i forhold til dens ladning. Disse målingene førte til at han antok at alfapartiklene var dobbeltladede heliumioner.

Til slutt, i 1907, lyktes Ernest Rutherford og Thomas Royds å vise at hypotesen etablert av Rutherford var sann, og viste dermed at alfapartiklene dobbelt ioniserte heliumioner.

kjennetegn

Noen av hovedegenskapene til alfapartikler er som følger:

Atommasse

4 atommasseenheter; det vil si 6,68 ∙ 10 ^-27 kg.

Laste

Positiv, to ganger ladningen for elektronet, eller hva som er det samme: 3,2 ∙ 10 ^-19 C.

Hastighet

Av størrelsesorden 1,5 · 10 ⁷ m / s og 3 · 10 ⁷ m / s.

ionisering

De har en høy kapasitet til å ionisere gasser, og omdanner dem til ledende gasser.

Kinetisk energi

Den kinetiske energien er veldig høy som en konsekvens av dens store masse og hastighet.

Inntrengingskapasitet

De har en lav penetrasjonskapasitet. I atmosfæren mister de hastigheten raskt når de interagerer med forskjellige molekyler som en konsekvens av deres store masse og elektriske ladning.

Alfa-forfall

Alfa-forfall eller alfa-forfall er en type radioaktivt forfall som består av utslippet av en alfa-partikkel.

Når dette skjer, ser den radioaktive kjernen massetallet reduseres med fire enheter og atomantallet med to enheter.

Generelt er prosessen som følger:

^A _Z X → ^A-4 _Z-2 Y + ⁴ ₂ He

Alfa-forfall forekommer normalt i de tyngre nuklider. Teoretisk sett kan det bare forekomme i kjerner noe tyngre enn nikkel, der den samlede bindingsenergien per nukleon ikke lenger er minimal.

De letteste kjente alfa-emitterende kjerner er isotoper med laveste masse av tellur. Dermed er tellurium 106 ( ¹⁰⁶ Te) den letteste isotop som alfafari forekommer i naturen. Imidlertid kan unntaksvis ⁸ Be brytes ned i to alfapartikler.

Siden alfapartikler er relativt tunge og positivt ladede, er deres gjennomsnittlige frie bane veldig kort, så de mister raskt sin kinetiske energi i kort avstand fra den utsendende kilden.

Alfa-forfall fra urankjerner

Et veldig vanlig tilfelle av alfafari forekommer i uran. Uran er det tyngste kjemiske elementet som finnes i naturen.

I sin naturlige form forekommer uran i tre isotoper: uran-234 (0,01%), uran-235 (0,71%) og uran-238 (99,28%). Alfa-forfallsprosessen for den mest tallrike uranisotopen er som følger:

²³⁸ ₉₂ U → ²³⁴ ₉₀ Th + ⁴ ₂ He

helium

Alt helium som for tiden eksisterer på jorden, har sitt opphav i alfa-forfall-prosessene til forskjellige radioaktive elementer.

Av denne grunn er det vanligvis funnet i mineralavsetninger som er rike på uran eller thorium. Tilsvarende er det også forbundet med utvinningsbrønner for naturgass.

Giftighet og helsefare ved alfapartikler

Generelt utgjør ikke ekstern alfasstråling helse, siden alfapartikler bare kan reise avstander på noen få centimeter.

På denne måten blir alfa-partikler absorbert av gassene som er til stede i bare noen få centimeter luft eller av det tynne ytre laget av død hud til en person, og dermed forhindrer dem fra å utgjøre noen risiko for menneskers helse.

Alfapartikler er imidlertid veldig helsefarlige hvis de blir svelget eller inhaleret.

Dette er fordi fordi, selv om de har liten gjennomtrengende kraft, er virkningen veldig stor, siden de er de tyngste atompartiklene som sendes ut av en radioaktiv kilde.

applikasjoner

Alfapartikler har forskjellige bruksområder. Noen av de viktigste er følgende:

- Kreftbehandling.

- Eliminering av statisk elektrisitet i industrielle applikasjoner.

- Bruk i røykvarslere.

- Drivstoffkilde for satellitter og romfartøy.

- Strømkilde for pacemakere.

- Strømkilde for eksterne senserstasjoner.

- Strømkilde for seismiske og oseanografiske enheter.

Som det fremgår er en veldig vanlig bruk av alfapartikler som en energikilde for forskjellige bruksområder.

Videre er en av de viktigste anvendelsene av alfapartikler i dag som prosjektiler i kjernefysisk forskning.

For det første produseres alfapartikler ved ionisering (det vil si å skille elektroner fra heliumatomer). Senere blir disse alfapartiklene akselerert til høye energier.

referanser

1. Alfapartikkel (nd). I Wikipedia. Hentet 17. april 2018, fra en.wikipedia.org.
2. Alfa-forfall (nd). I Wikipedia. Hentet 17. april 2018, fra en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantefysikk: Atomer, molekyler, faste stoffer, kjerner og partikler. Mexico DF: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Modern Physics (4. utg.). WH Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Innledende kjernefysikk. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantefysikk: Atomer, molekyler, faste stoffer, kjerner og partikler. Mexico DF: Limusa.