Alpha Partikler Discovery, Karakteristika, Applications

den alfa partikler (eller partikler a) er kerner af ioniserede heliumatomer, der derfor har mistet deres elektroner. Heliumkerner består af to protoner og to neutroner. Derefter har disse partikler en positiv elektrisk ladning, hvis værdi er to gange ladningen af ​​elektronen, og dens atommasse er 4 enheder atommasse.

Alfa partikler udsendes spontant af visse radioaktive stoffer. I tilfælde af Jorden er den vigtigste kendte naturlige kilde til emission af alfa-stråling radon gas. Radon er en radioaktiv gas, der er til stede i jord, vand, luft og i nogle sten.

indeks

• 1 Discovery
• 2 karakteristika
  • 2.1 Atommasse
  • 2.2 Belastning
  • 2,3 hastighed
  • 2.4 ionisering
  • 2,5 kinetisk energi
  • 2.6 Penetrationskapacitet
• 3 alfa henfald
  • 3.1 Alfa forfald fra urankerner
  • 3.2 Helium
• 4 Toksicitet og sundhedsrisici ved alfa partikler
• 5 applikationer
• 6 referencer

opdagelse

Det var i årene 1899 og 1900, da fysikerne Ernest Rutherford (der arbejdede på McGill University i Montreal, Canada) og Paul Villard (som arbejdede i Paris) differentierede tre typer af ansøgninger, kaldet af Rutherford selv som: alfa, beta og gamma.

Sondringen blev lavet baseret på dens evne til at trænge ind i objekter og deres afvigelse på grund af et magnetfelt. På grund af disse egenskaber definerede Rutherford alfastrålerne som dem, der havde en lavere penetrationskapacitet i almindelige genstande.

Rutherfords arbejde omfattede således målinger af forholdet mellem massen af ​​en alfapartikel og dens ladning. Disse målinger førte ham til at fastslå hypotesen om, at alfa partikler blev dobbelt ladet heliumioner.

Endelig i 1907 Ernest Rutherford og Thomas Royds kunne påvise, at hypotesen er indført ved Rutherford var sandt, hvilket viser, at alfa partikler blev dobbelt ioniseret heliumioner.

funktioner

Nogle af de vigtigste egenskaber ved alfa partikler er følgende:

Atommasse

4 enheder af atommasse det vil sige 6,68 ∙ 10^-27 kg.

belastning

Positiv, to gange ladningen af ​​elektronen, eller hvad er det samme: 3.2 ∙ 10^-19 C.

hastighed

Af størrelsesordenen mellem 1,5 og 10⁷ m / s og 3 · 10⁷ m / s.

ionisering

De har en høj kapacitet til at ionisere gasser og omdanne dem til ledende gasser.

Kinetisk energi

Dens kinetiske energi er meget høj som følge af sin store masse og hastighed.

Penetrationskapacitet

De har lav penetrationskapacitet. I atmosfæren mister de hurtigt hurtighed, når de interagerer med forskellige molekyler som følge af deres store masse og elektriske ladning.

Alfa henfald

Alfa henfald eller alfa henfald er en form for radioaktivt henfald, der består af emission af en alfa partikel.

Når dette sker, ser den radioaktive kerne sit massenummer reduceret med fire enheder og dets atomnummer med to enheder.

Generelt er processen som følger:

^En_Z X → ^A-4_Z-2og + ⁴₂Jeg har

Alfa henfald forekommer normalt i tungere kerne. Teoretisk kan det kun forekomme i kerner lidt tungere end nikkel, hvor den generelle bindingsenergi pr. Nukleon ikke længere er minimal.

De letteste kerner, der udsender kendte alfa-partikler, er isotoperne af lavere tellurmasse. Således er telluret 106 (¹⁰⁶Te) er den letteste isotop, hvor alfaforfald forekommer i naturen. Men undtagelsesvis ⁸Vær kan brydes ned i to alfa partikler.

Da alfapartiklerne er forholdsvis tunge og positivt opladede, er deres gennemsnitlige frie vej meget kort, så de hurtigt mister deres kinetiske energi tæt på kilden.

Alfa henfald fra urankerner

Et meget almindeligt tilfælde af alfaforfald finder sted i uran. Uran er det tyngste kemiske element, der findes i naturen.

I sin naturlige form uran i tre isotoper uran-234 (0,01%), uran-235 (0,71%), og uran-238 (99,28%). Alfaaffaldsprocessen for den mest omfattende uranisotop er som følger:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Jeg har

helium

Alt helium, der for tiden eksisterer på Jorden, har sin oprindelse i processer af alfaaffald af forskellige radioaktive elementer.

Af denne grund findes det normalt i mineralske forekomster af uran eller thorium. Ligeledes forekommer det også forbundet med naturgasudvindingsbrønde.

Toksicitet og sundhedsrisici ved alfa partikler

Generelt udgør den eksterne alfa-stråling ingen risiko for helbredet, da alfa-partikler kun kan rejse afstande på nogle få centimeter.

Således er alfapartikler absorberet af gasserne i nogle få centimeter af luft eller det tynde ydre lag af døde hud af en person og forhindrer derved medfører sundhedsrisiko for personer.

Alfa partikler er imidlertid meget sundhedsfarlige, hvis de indtages eller inhaleres..

Dette skyldes, at selvom de har ringe indtrængningskraft, er deres indflydelse meget stor, da de er de tungeste atompartikler udgivet af en radioaktiv kilde.

applikationer

Alpha partikler har forskellige anvendelser. Nogle af de vigtigste er følgende:

- Kræftbehandling.

- Eliminering af statisk elektricitet i industrielle applikationer.

- Anvendes i røgdetektorer.

- Brændstofskilde til satellitter og rumfartøjer.

- Strømkilde til pacemaker.

- Strømkilde til fjernfølerstationer.

- Energikilde til seismiske og oceanografiske enheder.

Som du kan se, er en meget almindelig brug af alfa-partikler som en kilde til energi til forskellige anvendelser.

Desuden er i øjeblikket en af ​​de vigtigste anvendelser af alfa partikler som projektiler i nuklear forskning.

Først fremstilles alfa partikler ved ionisering (dvs. adskillelse af elektroner fra heliumatomer). Senere accelereres disse alfa partikler ved høje energier.

referencer

1. Alfa partikel (n.d.). I Wikipedia. Hentet den 17. april 2018, fra en.wikipedia.org.
2. Alfa henfald (n.d.). I Wikipedia. Hentet den 17. april 2018, fra en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantfysik: Atomer, molekyler, faste stoffer, kerner og partikler. Mexico D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Moderne Fysik(4. udgave). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Indledende Kernfysik. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantfysik: Atomer, molekyler, faste stoffer, kerner og partikler. Mexico D.F.: Limusa.