ALFA ČESTICE: OTKRIĆE, KARAKTERISTIKE, PRIMJENE - FIZIČKA - 2024

Su alfa čestice (ili a čestice) su jezgre helija atoma ionizirati stoga su izgubile elektrona. Jezgre helija čine dva protona i dva neutrona. Dakle, te čestice imaju pozitivan električni naboj čija je vrijednost dvostruka naboj elektrona, a njihova atomska masa je 4 atomske mase jedinice.

Čestice alfa spontano emitiraju određene radioaktivne tvari. U slučaju Zemlje, glavni poznati prirodni izvor emisije alfa zračenja je radon plin. Radon je radioaktivni plin koji je prisutan u tlu, vodi, zraku i nekim stijenama.

Otkriće

Bilo je to tijekom 1899. i 1900. godine kada su fizičari Ernest Rutherford (koji je radio na Sveučilištu McGill u Montrealu, Kanada) i Paul Villard (koji je radio u Parizu) diferencirali tri vrste kartona, koje je sam Rutherford nazvao: alfa, beta i gama.

Razlikovanje je napravljeno na temelju njihove sposobnosti prodiranja u predmete i njihovog odboja djelovanjem magnetskog polja. Zahvaljujući tim svojstvima, Rutherford je alfa zrake definirao kao najmanju propusnu sposobnost u običnim objektima.

Dakle, Rutherford je svojim radom uključivao mjerenja omjera mase alfa čestica u odnosu na njezin naboj. Ta su ga mjerenja navela da pretpostavi da su alfa čestice dvostruko nabijene ioni helija.

Konačno, 1907. Ernest Rutherford i Thomas Royds uspjeli su pokazati da je hipoteza koju je uspostavio Rutherford istinita, pokazujući tako da su alfa čestice dvostruko ionizirane ioni helija.

karakteristike

Neke od glavnih karakteristika alfa čestica su sljedeće:

Atomska masa

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

Opterećenje

Pozitivno, dvostruko naelektrisanje elektrona ili ono što je isto: 3,2 ∙ 10 ^-19 C.

Ubrzati

Redoslijed između 1,5 · 10 ⁷ m / s i 3 · 10 ⁷ m / s.

ionizacija

Imaju visoku sposobnost ioniziranja plinova, pretvarajući ih u vodljive plinove.

Kinetička energija

Njegova kinetička energija vrlo je visoka što je posljedica velike mase i brzine.

Probojni kapacitet

Imaju malu sposobnost prodiranja. U atmosferi gube brzinu prilikom interakcije s različitim molekulama kao posljedica njihove velike mase i električnog naboja.

Raspad alfa

Raspad alfa ili alfa raspad je vrsta radioaktivnog raspada koja se sastoji od emisije alfa čestica.

Kad se to dogodi, radioaktivno jezgro vidi svoj masni broj smanjeno za četiri jedinice, a atomski broj za dvije jedinice.

Općenito, postupak je sljedeći:

^A _Z X → ^A-4 _Z-2 Y + ⁴ ₂ He

Raspad alfa obično se događa u težim nuklidima. Teoretski, ona se može pojaviti samo u jezgrama nešto težim od nikla u kojima ukupna energija vezanja po nukleonu više nije minimalna.

Najlakše poznate jezgre koje emitiraju alfa su izotopi telurusa s najmanjom masom. Tako je telur 106 (¹⁰⁶ Te) najlakši izotop u kojem se u prirodi raspada alfa. Međutim, izuzetno se ⁸ Be može razbiti na dvije alfa čestice.

Budući da su alfa čestice relativno teške i pozitivno nabijene, njihov srednji slobodni put vrlo je kratak, pa brzo gube kinetičku energiju na maloj udaljenosti od izvora koji emitira.

Raspad alfa iz jezgra urana

Vrlo čest slučaj raspada alfa događa se uranijumu. Uran je najteži kemijski element koji se nalazi u prirodi.

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

²³⁸ ₉₂ U → ²³⁴ ₉₀ Th + ⁴ ₂ He

helijum

Sav helij koji trenutno postoji na Zemlji ima svoje porijeklo iz procesa raspadanja alfa različitih radioaktivnih elemenata.

Iz tog razloga se obično nalazi u mineralnim naslagama bogatim uranom ili torijom. Slično je i s bušotinama za vađenje prirodnog plina.

Toksičnost i opasnosti po zdravlje alfa čestica

Općenito, vanjsko alfa zračenje ne predstavlja rizik za zdravlje, jer alfa čestice mogu prijeći samo nekoliko centimetara udaljenosti.

Na taj način alfa čestice apsorbiraju plinovi prisutni u samo nekoliko centimetara zraka ili tanki vanjski sloj mrtve kože osobe i na taj način ih sprečavaju da predstavljaju bilo kakav rizik za ljudsko zdravlje.

Međutim, alfa čestice su vrlo opasne po zdravlje ako se gutaju ili udišu.

To je tako jer, iako imaju malu prodornu snagu, njihov je utjecaj vrlo velik, jer su najteže atomske čestice koje emitira radioaktivni izvor.

Prijave

Alfa čestice imaju različite primjene. Neke od najvažnijih su sljedeće:

- Liječenje raka.

- uklanjanje statičkog elektriciteta u industrijskim primjenama.

- Koristite u detektorima dima.

- Izvor goriva za satelite i svemirske letjelice.

- Izvor energije za pejsmejkere.

- Izvor napajanja za udaljene senzorske stanice.

- Izvor energije za seizmičke i oceanografske uređaje.

Kao što se može vidjeti, vrlo uobičajena upotreba alfa čestica je izvor energije za različite primjene.

Nadalje, jedna od glavnih primjena alfa čestica danas su projektili u nuklearnim istraživanjima.

Prvo, alfa čestice nastaju ionizacijom (tj. Odvajanjem elektrona od atoma helija). Kasnije se ove alfa čestice ubrzavaju do visokih energija.

Reference

1. Alfa čestica (nd). U Wikipediji. Preuzeto 17. travnja 2018. s en.wikipedia.org.
2. Raspad alfa (drugi). U Wikipediji. Preuzeto 17. travnja 2018. s en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantna fizika: atomi, molekule, krute tvari, nuklei i čestice. Meksiko DF: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Moderna fizika (4. izd.). WH Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Uvodna nuklearna fizika. John Wiley & Sinovi.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantna fizika: atomi, molekule, krute tvari, nuklei i čestice. Meksiko DF: Limusa.