Alpha Particles Discovery, Caracteristici, Aplicații

particule alfa (sau particulele α) sunt nuclee ale atomilor de heliu ionizat care, prin urmare, și-au pierdut electronii. Helium nuclei sunt compuse din două protoni și doi neutroni. Apoi, aceste particule au o sarcină electrică pozitivă a cărei valoare este de două ori sarcina electronului, iar masa atomică este de 4 unități de masă atomică.

Particulele alfa sunt emise spontan de anumite substanțe radioactive. În cazul Pământului, principala sursă naturală cunoscută de emisie a radiației alfa este gazul de radon. Radonul este un gaz radioactiv care este prezent în sol, apă, aer și în unele roci.

index

• 1 Discovery
• 2 Caracteristici
  • 2.1 Masa atomică
  • 2.2 Încărcare
  • 2.3 Viteza
  • 2.4 Ionizarea
  • 2.5 Energia cinetică
  • 2.6 Capacitatea de penetrare
• 3 degradare alfa
  • 3.1 Degradarea alfa din nucleele de uraniu
  • 3.2 Heliu
• 4 Toxicitatea și riscurile pentru sănătatea particulelor alfa
• 5 Aplicații
• 6 Referințe

descoperire

Acesta a fost în anii 1899 și 1900, când fizicienii Ernest Rutherford (care a lucrat la Universitatea McGill din Montreal, Canada) și Paul Villard (care a lucrat la Paris), diferențiate trei tipuri de pilitura, numite de el însuși Rutherford ca: alfa, beta și gamma.

Distincția a fost făcută pe baza abilității sale de a penetra obiectele și abaterea acestora datorită unui câmp magnetic. În virtutea acestor proprietăți, Rutherford a definit razele alfa ca fiind cele care au o capacitate de penetrare mai mică în obiectele obișnuite.

Astfel, lucrarea lui Rutherford a inclus măsurători ale raportului dintre masa unei particule alfa și încărcătura ei. Aceste măsurători i-au determinat să stabilească ipoteza că particulele alfa erau ioni de heliu dublat.

În cele din urmă, în 1907 Ernest Rutherford și Thomas Royds capabil să demonstreze că ipoteza stabilită de către Rutherford era adevărat, demonstrând că particulele alfa au fost ionizat dublu ioni de heliu.

caracteristici

Unele dintre principalele caracteristici ale particulelor alfa sunt următoarele:

Masa atomică

4 unități de masă atomică; adică, 6,68 ∙ 10^-27 kg.

sarcină

Pozitive, de două ori încărcarea electronului, sau ce este același: 3.2 ∙ 10^-19 C.

viteză

De ordinul între 1,5 · 10⁷ m / s și 3,10⁷ m / s.

ionizare

Ei au o capacitate mare de a ioniza gazele, transformându-le în gaze conducătoare.

Energia cinetică

Energia sa cinetică este foarte mare, datorită masei și vitezei sale mari.

Capacitatea de penetrare

Ei au o capacitate redusă de penetrare. În atmosferă pierd rapid viteza atunci când interacționează cu diferite molecule ca o consecință a masei mari și a încărcăturii electrice.

Degradarea alfa

Degradarea alfa sau degradarea alfa este un tip de dezintegrare radioactivă care constă în emisia unei particule alfa.

Când se întâmplă acest lucru, miezul radioactiv vede numărul său de masă redus cu patru unități și numărul său atomic cu două unități.

În general, procesul este următorul:

^A_Z X → ^A-4_{-Z 2}Y + ⁴₂Am făcut-o

Degradarea alfa se întâmplă în mod normal în nucleele mai grele. Teoretic, aceasta poate apărea numai în nuclee ceva mai grele decât nichel, în care energia de legare generală pe nucleon nu mai este minimă.

Cele mai ușoare nuclee care emit particule alfa cunoscute sunt izotopii de masă inferiori ai telurului. Astfel, telurul 106 (¹⁰⁶Te) este cel mai ușor izotop în care apare decăderea alfa în natură. Cu toate acestea, în mod excepțional ⁸Be poate fi împărțit în două particule alfa.

Deoarece particulele alfa sunt relativ grele și sunt încărcate pozitiv, drumul liber este foarte scurt, astfel încât acestea să-și piardă rapid cinetic o distanță scurtă lor de energie sursă.

Degradarea alfa de la nucleele de uraniu

Un caz foarte comun de degradare alfa are loc în uraniu. Uraniul este cel mai greu element chimic găsit în natură.

În forma sa naturală, uraniul are loc în trei izotopi: uraniu-234 (0,01%), uraniu-235 (0,71%) și uraniu-238 (99,28%). Procesul de degradare alfa pentru izotopul de uraniu cel mai abundent este după cum urmează:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀Th +⁴₂Am făcut-o

heliu

Toți heliul care există în prezent pe Pământ își are originea în procesele de degradare alfa a diferitelor elemente radioactive.

Din acest motiv, se găsește de obicei în depozitele de minerale bogate în uraniu sau toriu. În mod similar, ea apare, de asemenea, asociată cu puțurile de extracție a gazelor naturale.

Toxicitatea și riscurile pentru sănătatea particulelor alfa

În general, radiația externă alfa nu prezintă niciun risc pentru sănătate, deoarece particulele alfa pot călători numai pe distanțe de câțiva centimetri.

În acest fel, particulele alfa sunt absorbite de gazele prezente în câțiva centimetri de aer sau de stratul subțire exterior al pielii moarte a unei persoane, evitând astfel orice risc pentru sănătatea oamenilor.

Cu toate acestea, particulele alfa sunt foarte periculoase pentru sănătate în caz de ingestie sau de inhalare.

Acest lucru se datorează faptului că, deși au puțină putere de penetrare, impactul lor este foarte mare, deoarece acestea sunt cele mai grele particule atomice emise de o sursă radioactivă.

aplicații

Particulele alfa au aplicații diferite. Unele dintre cele mai importante sunt următoarele:

- Tratamentul împotriva cancerului.

- Eliminarea electricității statice în aplicațiile industriale.

- Utilizarea în detectoarele de fum.

- sursă de combustibil pentru sateliți și nave spațiale.

- Sursă de alimentare pentru stimulatorul cardiac.

- Sursă de alimentare pentru stațiile de senzori la distanță.

- sursă de energie pentru dispozitive seismice și oceanografice.

După cum se poate observa, o utilizare foarte frecventă a particulelor alfa este ca o sursă de energie pentru diferite aplicații.

În plus, în prezent, una dintre principalele aplicații ale particulelor alfa este ca proiectile în cercetarea nucleară.

Mai întâi, particulele alfa sunt produse prin ionizare (de exemplu, separarea electronilor de atomii de heliu). Ulterior, aceste particule alfa sunt accelerate la energii ridicate.

referințe

1. Particulele alfa (n.d.). În Wikipedia. Adus pe 17 aprilie 2018, de la en.wikipedia.org.
2. Degradarea alfa (n.d.). În Wikipedia. Adus pe 17 aprilie 2018, de la en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994).Fizica cuantică: Atomi, molecule, solide, nuclee și particule. Mexic D.F .: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002).Fizica moderna(Ediția a 4-a). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988).Fizica nucleară introductivă. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994).Fizica cuantică: Atomi, molecule, solide, nuclee și particule. Mexic D.F .: Limusa.