АЛЬФА-ЧАСТИНКИ: ВІДКРИТТЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЗАСТОСУВАННЯ - ФІЗИЧНІ - 2025

Цей альфа - частка (або альфа - частинок) є ядрами атомів гелію іонізованих тому втратили електрони. Ядра гелію складаються з двох протонів і двох нейтронів. Тож ці частинки мають позитивний електричний заряд, значення якого вдвічі більше заряду електрона, а їх атомна маса - 4 атомних одиниці маси.

Альфа-частинки виділяються спонтанно певними радіоактивними речовинами. Що стосується Землі, головним відомим природним джерелом випромінювання альфа-випромінювання є газ радон. Радон - це радіоактивний газ, який присутній у ґрунті, воді, повітрі та деяких скелях.

Відкриття

Це було протягом 1899 та 1900 років, коли фізики Ернест Резерфорд (працював в Університеті Макгілла в Монреалі, Канада) та Пол Вільярд (який працював у Парижі) розмежували три типи заявок, названих самим Резерфордом: альфа, бета і гамма.

Розрізнення робилося виходячи з їх здатності проникати в предмети та їх відхилення під впливом магнітного поля. Завдяки цим властивостям Резерфорд визначав альфа-промені як такі, що мають найменшу проникну здатність у звичайних об'єктах.

Таким чином, робота Резерфорда включала вимірювання відношення маси альфа-частинки до її заряду. Ці вимірювання привели його до гіпотези, що альфа-частинки були подвійно зарядженими іонами гелію.

Нарешті, в 1907 р. Ернесту Резерфорду та Томасу Ройдсу вдалося довести, що гіпотеза, встановлена ​​Резерфордом, була істинною, показавши, таким чином, що альфа-частинки були подвійно іонізованими іонами гелію.

характеристики

Деякі основні характеристики альфа-частинок такі:

Атомна маса

4 атомні одиниці маси; тобто 6,68 ∙ 10 ^-27 кг.

Навантаження

Позитивний, удвічі більший заряд електрона, або те саме: 3,2 ∙ 10 ^-19 С.

Швидкість

Приблизно від 1,5 · 10 ⁷ м / с до 3 · 10 ⁷ м / с.

Іонізація

Вони мають високу здатність іонізувати гази, перетворюючи їх на провідні гази.

Кінетична енергія

Кінетична енергія дуже велика внаслідок великої маси та швидкості.

Проникна здатність

Вони мають низьку проникну здатність. В атмосфері вони швидко втрачають швидкість при взаємодії з різними молекулами внаслідок їх великої маси та електричного заряду.

Альфа розпад

Альфа-розпад або альфа-розпад - це тип радіоактивного розпаду, який складається з викиду альфа-частинки.

Коли це відбувається, радіоактивне ядро ​​бачить, що його масове число зменшилося на чотири одиниці, а його атомне число - на дві одиниці.

Загалом процес такий:

^A _Z X → ^A-4 _Z-2 Y + ⁴ ₂ He

Розпад альфа зазвичай відбувається в більш важких нуклідах. Теоретично він може виникати лише в ядрах, дещо важчих, ніж нікель, в яких загальна енергія зв’язку на нуклон вже не мінімальна.

Найлегшими відомими альфа-випромінюючими ядрами є ізотопи телуру з найменшою масою. Таким чином, телур 106 ( ¹⁰⁶ Те) - найлегший ізотоп, в якому відбувається розпад альфа в природі. Однак винятково ⁸ Be можна розбити на дві альфа-частинки.

Оскільки альфа-частинки відносно важкі і позитивно заряджені, їх середній вільний шлях дуже короткий, тому вони швидко втрачають свою кінетичну енергію на невеликій відстані від джерела випромінювання.

Альфа розпадається з ядер урану

Дуже поширений випадок альфа-розпаду відбувається в урані. Уран - найважчий хімічний елемент, що зустрічається в природі.

У природному вигляді уран зустрічається у трьох ізотопах: уран-234 (0,01%), уран-235 (0,71%) та уран-238 (99,28%). Процес розпаду альфа для найпоширенішого ізотопу урану такий:

²³⁸ ₉₂ U → ²³⁴ ₉₀ Th + ⁴ ₂ He

Гелій

Весь гелій, який зараз існує на Землі, має своє походження в процесах розпаду альфа різних радіоактивних елементів.

З цієї причини він зазвичай міститься в родовищах мінералів, багатих ураном або торієм. Так само це пов'язано і з свердловинами для видобутку природного газу.

Токсичність та небезпека для здоров'я альфа-частинок

Взагалі зовнішнє альфа-випромінювання не становить небезпеки для здоров’я, оскільки альфа-частинки можуть проходити відстань у кілька сантиметрів.

Таким чином альфа-частинки поглинаються газами, присутніми лише в декількох сантиметрах повітря, або тонким зовнішнім шаром мертвої шкіри людини, тим самим заважаючи їм створювати будь-який ризик для здоров’я людини.

Однак альфа-частинки дуже небезпечні для здоров’я, якщо вони приймаються всередину або вдихаються.

Це так тому, що, хоча вони мають малу проникаючу силу, їх вплив дуже великий, оскільки вони є найважчими атомними частинками, що випромінюються радіоактивним джерелом.

Програми

Альфа-частинки мають різне застосування. Одні з найважливіших:

- Лікування раку.

- Усунення статичної електрики в промислових областях.

- Використовуйте в детекторах диму.

- Джерело палива для супутників та космічних кораблів.

- Джерело живлення для кардіостимуляторів.

- Джерело живлення для віддалених сенсорних станцій.

- Джерело живлення для сейсмічних та океанографічних приладів.

Як видно, дуже часто використання альфа-частинок є джерелом енергії для різних застосувань.

Крім того, одне з головних застосувань альфа-частинок сьогодні - як снаряди в ядерних дослідженнях.

По-перше, альфа-частинки утворюються іонізацією (тобто відокремленням електронів від атомів гелію). Пізніше ці альфа-частинки прискорюються до високих енергій.

Список літератури

1. Альфа-частинка (друга). У Вікіпедії. Отримано 17 квітня 2018 року з en.wikipedia.org.
2. Альфа-розпад (другий). У Вікіпедії. Отримано 17 квітня 2018 року з en.wikipedia.org.
3. Айсберг, Роберт Реснік, Роберт (1994). Квантова фізика: атоми, молекули, тверді тіла, ядра та частинки. Мексика DF: Лімуса.
4. Тіплер, Пол; Llewellyn, Ralph (2002). Сучасна фізика (4-е видання). WH Freeman.
5. Крейн, Кеннет С. (1988). Вступна ядерна фізика. Джон Вілі та сини.
6. Айсберг, Роберт Реснік, Роберт (1994). Квантова фізика: атоми, молекули, тверді тіла, ядра та частинки. Мексика DF: Лімуса.