Откривање честица алфа, карактеристике, примене

Тхе алфа честице (или честице α) су језгра јонизованих атома хелијума који су због тога изгубили своје електроне. Језгра хелијума састоји се од два протона и два неутрона. Затим, ове честице имају позитиван електрични набој чија је вредност двоструко већа од електрона, а његова атомска маса је 4 јединице атомске масе.

Алфа честице емитују се спонтано помоћу одређених радиоактивних супстанци. У случају Земље, главни познати природни извор емисије алфа зрачења је радонски гас. Радон је радиоактивни гас који је присутан у земљишту, води, ваздуху и неким стенама.

Индек

• 1 Дисцовери
• 2 Карактеристике
  • 2.1 Атомска маса
  • 2.2 Лоад
  • 2.3 Брзина
  • 2.4 Ионизација
  • 2.5 Кинетичка енергија
  • 2.6 Капацитет пенетрације
• 3 Алфа распад
  • 3.1 Алфа распад из језгра уранијума
  • 3.2 Хелиј
• 4 Токсичност и здравствени ризици алфа честица
• 5 Апплицатионс
• 6 Референце

Дисцовери

Било је то током 1899. и 1900. године када су физичари Ернест Рутхерфорд (који је радио на Универзитету МцГилл у Монтреалу, Канада) и Паул Виллард (који су радили у Паризу) разликовали три типа насеља, које је Рутхерфорд именовао као: алфа, бета и гама.

Разлика је направљена на основу њене способности да продре у објекте и њиховог одступања услед магнетног поља. Захваљујући овим својствима, Ратерфорд је дефинирао алфа зраке као оне које су имале мањи капацитет пенетрације у обичним објектима.

Према томе, Рутхерфордов рад је укључивао мерење односа масе алфа-честице и њеног набоја. Ова мерења су га навела да постави хипотезу да су алфа честице двоструко набијени јони хелијума.

Коначно, 1907. године Ернест Рутхерфорд и Тхомас Роидс су били у стању да докажу да је хипотеза коју је установио Рутерфорд истинита, показујући тако да су алфа честице дво јонизовани јони хелијума..

Феатурес

Неке од главних карактеристика алфа честица су следеће:

Атомска маса

4 јединице атомске масе; то јест, 6.68. 10^-27 кг.

Лоадинг

Позитиван, двоструки набој електрона, или оно што је исто: 3.2. 10^-19 Ц.

Брзина

Од реда између 1,5 · 10⁷ м / с и 3 · 10⁷ м / с.

Ионизација

Они имају висок капацитет за јонизацију гасова, претварајући их у водљиве гасове.

Кинетичка енергија

Његова кинетичка енергија је веома висока због велике масе и брзине.

Капацитет пенетрације

Они имају низак капацитет пенетрације. У атмосфери брзо губе брзину у интеракцији са различитим молекулима као последица њихове велике масе и електричног набоја.

Алфа пропадање

Алфа распад или алфа распад је тип радиоактивног распада који се састоји од емисије алфа честице.

Када се то догоди, радиоактивно језгро види свој масени број смањен за четири јединице и његов атомски број за две јединице.

У принципу, процес је следећи:

^А_З Кс → ^А-4_З-2И + ⁴₂Јесам

Алфа распад се нормално јавља у тежим језграма. Теоретски, може се појавити само у језграма које су нешто теже од никла, при чему општа енергија везивања по нуклеону више није минимална.

Најлакше језгре које емитују познате алфа честице су изотопи ниже масе телурија. Тако, телуриј 106 (¹⁰⁶Те) је најлакши изотоп у коме се јавља алфа распадање у природи. Међутим, изузетно ⁸Бе може се подијелити на двије алфа честице.

Пошто су алфа честице релативно тешке и позитивно наелектрисане, њихов просечни слободни пут је веома кратак, тако да брзо губе своју кинетичку енергију на блиској удаљености од извора.

Алфа распад из језгра уранијума

Веома чест случај алфа распадања одвија се у уранијуму. Уран је најтежи хемијски елемент који се налази у природи.

У свом природном облику, уранијум се јавља у три изотопа: уранијум-234 (0,01%), уранијум-235 (0,71%) и уранијум-238 (99,28%). Процес алфа распадања најиздашнијег изотопа уранијума је следећи:

²³⁸₉₂ У → ²³⁴₉₀Тх +⁴₂Јесам

Хелио

Сав хелиј који тренутно постоји на Земљи има своје порекло у процесима алфа распадања различитих радиоактивних елемената.

Из тог разлога, она се обично налази у минералним наслагама богатим уранијумом или торијем. Исто тако, изгледа да је то повезано са бунарима за екстракцију природног гаса.

Токсичност и здравствени ризици алфа честица

Генерално, спољно алфа зрачење не представља ризик по здравље, јер алфа честице могу путовати само неколико центиметара.

На овај начин, алфа честице апсорбују гасови присутни у само неколико центиметара ваздуха или танким спољашњим слојем мртве коже особе, чиме се избегава сваки ризик за здравље људи.

Међутим, алфа честице су веома опасне по здравље ако се прогутају или удишу..

То је зато што, иако имају малу моћ пенетрације, њихов утицај је веома велик, јер су најтеже атомске честице које емитује радиоактивни извор.

Апплицатионс

Алфа честице имају различите примене. Неке од најважнијих су следеће:

- Лечење рака.

- Елиминација статичког електрицитета у индустријским апликацијама.

- Користи се у детекторима дима.

- Извор горива за сателите и летјелице.

- Извор напајања за пејсмејкер.

- Извор напајања за станице даљинског сензора.

- Извор енергије за сеизмичке и оцеанографске уређаје.

Као што можете видети, веома честа употреба алфа честица је извор енергије за различите примене.

Поред тога, тренутно једна од главних примена алфа честица је пројектил у нуклеарним истраживањима.

Прво, алфа честице настају ионизацијом (тј. Одвајањем електрона од хелијумских атома). Касније се ове алфа честице убрзавају при високим енергијама.

Референце

1. Алфа честица (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 17. априла 2018. године, са ен.википедиа.орг.
2. Алфа распад (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 17. априла 2018. године, са ен.википедиа.орг.
3. Роберт Ресницк, Роберт Еисберг (1994). Квантна физика: Атоми, молекули, чврсте материје, језгра и честице. Мексико Д.Ф .: Лимуса.
4. Типлер, Пол; Ллевеллин, Ралпх (2002). Модерн Пхисицс(4. изд.). В. Х. Фрееман.
5. Кране, Кеннетх С. (1988). Уводна нуклеарна физика. Јохн Вилеи & Сонс.
6. Роберт Ресницк, Роберт Еисберг (1994). Квантна физика: Атоми, молекули, чврсте материје, језгра и честице. Мексико Д.Ф .: Лимуса.