Alfa részecskék felfedezése, jellemzői, alkalmazások

az alfa részecskék (vagy az α részecskék) ionizált hélium atomok magjai, amelyek elvesztették elektronjukat. A hélium magok két protonból és két neutronból állnak. Ezután ezek a részecskék pozitív elektromos töltéssel rendelkeznek, amelynek értéke kétszerese az elektron töltésének, és atomi tömege 4 atomegység..

Alfa részecskéket spontán módon radioaktív anyagok bocsátanak ki. A Föld esetében az alfa-sugárzás fő ismert természetes forrása a radongáz. A radon egy radioaktív gáz, amely a talajban, a vízben, a levegőben és egyes sziklákban van jelen.

index

• 1 Discovery
• 2 Jellemzők
  • 2.1 Atomtömeg
  • 2.2 Betöltés
  • 2.3 Sebesség
  • 2.4 Ionizáció
  • 2.5 Kinetikai energia
  • 2.6 behatolási kapacitás
• 3 Alpha bomlás
  • 3.1 Az uránmagokból származó alfa-bomlás
  • 3,2 Hélium
• 4 Az alfa részecskék toxicitása és egészségi kockázatai
• 5 Alkalmazások
• 6 Referenciák

felfedezés

Az 1899-es és 1900-as évek során Ernest Rutherford fizikusok (akik Montrealban, Kanadában McGill Egyetemen dolgoztak) és Paul Villard (Párizsban dolgozott) megkülönböztették három fajta települést, amelyeket maga Rutherford nevezett: alfa, béta és gamma.

A megkülönböztetés azon alapul, hogy képes arra, hogy behatoljon tárgyakba, és mágneses mező következtében. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően Rutherford meghatározta az alfa sugarakat, mint a szokásos objektumokban alacsonyabb penetrációs kapacitással rendelkezőket..

Így Rutherford munkája magában foglalja az alfa-részecske tömegének arányát a töltéssel. Ezek a mérések arra késztették, hogy megállapítsa a hipotézist, hogy az alfa-részecskék kétszer feltöltött héliumionok voltak.

Végül 1907-ben Ernest Rutherford és Thomas Royds bizonyítani tudták, hogy a Rutherford által megállapított hipotézis igaz volt, ami azt mutatja, hogy az alfa részecskék kettős ionizált héliumionok..

jellemzői

Az alfa-részecskék néhány fő jellemzője a következő:

Atomtömeg

4 egységnyi atomtömeg; azaz 6,68 ∙ 10^-27 kg.

terhelés

Pozitív, kétszer az elektron töltése, vagy ugyanaz: 3.2 ∙ 10^-19 C.

sebesség

1,5 · 10 közötti nagyságrendű⁷ m / s és 3 · 10⁷ m / s.

ionizálás

Nagy kapacitással rendelkeznek a gázok ionizálására, vezetőképes gázokká alakítva őket.

Kinetikus energia

Kinetikus energiája nagyon nagy a nagy tömegének és sebességének köszönhetően.

Behatolási kapacitás

Alacsony penetrációs kapacitásuk van. A légkörben gyorsan elveszítik a sebességet, amikor nagy tömeg és elektromos töltés következtében különböző molekulákkal lépnek kapcsolatba.

Alpha bomlás

Az alfa-bomlás vagy az alfa-bomlás egy olyan típusú radioaktív bomlás, amely egy alfa-részecske kibocsátásából áll..

Amikor ez megtörténik, a radioaktív mag négy egységgel és atomszámmal két egységgel csökkenti a tömegét.

Általában a folyamat a következő:

^A_Z X → ^A-4_Z-2és + ⁴₂Nekem van

Az alfa-bomlás általában súlyosabb magokban történik. Elméletileg csak a nikkelnél kissé nehezebb magokban fordulhat elő, ahol a nukleononkénti általános kötési energia már nem minimális.

Az ismert alfa-részecskéket kibocsátó legkönnyebb magok az alacsonyabb tellúr-tömegű izotópok. Így a tellurium 106 (¹⁰⁶Te) a legkönnyebb izotóp, amelyben az alfa-bomlás a természetben fordul elő. Kivételesen azonban ⁸Be lehet bontani két alfa részecskére.

Mivel az alfa-részecskék viszonylag nehézek és pozitív töltésűek, átlagos szabad útvonaluk nagyon rövid, így gyorsan elvesztik a kinetikus energiájukat a forrás közelében..

Az uránmagokból származó alfa-bomlás

Az uránban nagyon gyakori az alfa-bomlás. Az urán a természetben található legnehezebb kémiai elem.

Természetes formájában az urán három izotópban fordul elő: urán-234 (0,01%), urán-235 (0,71%) és urán-238 (99,28%). A legbőségesebb urán izotóp alfa-bomlási folyamata a következő:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Nekem van

hélium

A Földön jelenleg létező összes hélium a különböző radioaktív elemek alfa-bomlásának folyamataiból ered.

Ezért általában az uránban vagy tóriumban gazdag ásványi lerakódásokban találhatók. Hasonlóképpen, a földgázkitermelő kutakhoz is kapcsolódik.

Az alfa részecskék toxicitása és egészségügyi kockázatai

Általában a külső alfa-sugárzás nem jelent kockázatot az egészségre, mivel az alfa-részecskék csak néhány centiméter távolságra tudnak utazni.

Ily módon az alfa-részecskék a pár centiméternyi levegőben jelenlévő gázok, vagy az ember holt bőrének vékony külső rétege által abszorbeálódnak, elkerülve ezzel az emberek egészségére gyakorolt ​​kockázatot..

Az alfa részecskék azonban nagyon veszélyesek az egészségre, ha lenyelik vagy belélegzik..

Ez azért van, mert bár kevés a behatolási képességük, ezek hatása nagyon nagy, mivel ezek a radioaktív források által kibocsátott legsúlyosabb atomi részecskék..

alkalmazások

Az alfa-részecskék különböző alkalmazásokkal rendelkeznek. A legfontosabbak a következők:

- Rákkezelés.

- Statikus elektromosság megszüntetése ipari alkalmazásokban.

- Használjon füstérzékelőkben.

- Üzemanyag-forrás műholdak és űrhajók számára.

- A pacemaker áramforrás.

- Tápellátás távérzékelő állomásokhoz.

- Energiaforrás szeizmikus és óceánográfiai eszközökhöz.

Mint látható, az alfa-részecskék nagyon gyakori használata energiaforrásként szolgál a különböző alkalmazásokhoz.

Ezenkívül jelenleg az alfa-részecskék egyik fő alkalmazási területe a nukleáris kutatásban lövedékek.

Először az alfa-részecskéket ionizációval (azaz az elektronok hélium-atomoktól való elválasztásával) állítják elő. Később ezek az alfa-részecskék nagy energiákkal gyorsulnak.

referenciák

1. Alfa részecske (n.d.). Wikipédiában. 2018. április 17-én, az en.wikipedia.org-ról származik.
2. Alpha bomlás (n.d.). Wikipédiában. 2018. április 17-én, az en.wikipedia.org-ról származik.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantumfizika: atomok, molekulák, szilárd anyagok, magok és részecskék. Mexikó D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Modern fizika(4. kiadás). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Bevezető nukleáris fizika. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantumfizika: atomok, molekulák, szilárd anyagok, magok és részecskék. Mexikó D.F.: Limusa.