АЛФА ЧАСТИЦИ: ОТКРИТИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИЛОЖЕНИЯ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

На частиците алфа (алфа или частици) са ядра на хелиеви атоми йонизирани следователно са загубили електрони. Ядрата на хелия са изградени от два протона и два неутрона. Така че тези частици имат положителен електрически заряд, чиято стойност е два пъти по-голяма от заряда на електрона, а тяхната атомна маса е 4 атомни масови единици.

Алфа частиците се отделят спонтанно от определени радиоактивни вещества. В случая на Земята, основният известен природен източник на излъчване на алфа радиация е радоновият газ. Радон е радиоактивен газ, който присъства в почвата, водата, въздуха и някои скали.

откритие

През годините 1899 и 1900 г. физиците Ърнест Ръдърфорд (работил в Университета МакГил в Монреал, Канада) и Пол Вилард (който е работил в Париж) диференцират три вида пила, наречени от самия Ръдърфорд като: алфа, бета и гама.

Разграничението е направено въз основа на способността им да проникват в обекти и отклоняването им чрез ефекта на магнитно поле. По силата на тези свойства, Ръдърфорд определи алфа лъчите като най-ниските проникващи способности в обикновените обекти.

По този начин работата на Ръдърфорд включва измервания на съотношението на масата на алфа частиците спрямо нейния заряд. Тези измервания го доведоха до хипотезата, че алфа частиците са двойно заредени хелиеви йони.

Накрая, през 1907 г. Ърнест Ръдърфорд и Томас Ройдс успяват да покажат, че установената от Ръдърфорд хипотеза е вярна, като по този начин показва, че алфа частиците са двойно йонизирани йони на хелий.

характеристики

Някои от основните характеристики на алфа частиците са, както следва:

Атомна маса

4 атомни масови единици; тоест 6,68 ∙ 10 ^-27 кг.

натоварване

Положителен, два пъти по-голям от заряда на електрона или кое е същото: 3.2 ∙ 10 ^-19 С.

скорост

От порядъка между 1,5 · 10 ⁷ m / s и 3 · 10 ⁷ m / s.

йонизация

Те имат висока способност да йонизират газовете, превръщайки ги в проводими газове.

Кинетична енергия

Кинетичната му енергия е много висока в резултат на голямата му маса и скорост.

Проникващ капацитет

Имат ниска проникваща способност. В атмосферата те губят скорост при взаимодействие с различни молекули вследствие на голямата им маса и електрически заряд.

Алфа разпад

Алфа разпад или алфа разпад е вид радиоактивен разпад, който се състои от излъчването на алфа частица.

Когато това се случи, радиоактивното ядро ​​вижда неговото масово число намалено с четири единици, а атомното му число - с две единици.

Като цяло процесът е следният:

^A _Z X → ^A-4 _Z-2 Y + ⁴ ₂ He

Разлагането на алфа обикновено се среща в по-тежките нуклиди. Теоретично може да възникне само в ядра, малко по-тежки от никела, в които общата енергия на свързване на нуклеон вече не е минимална.

Най-леките известни алфа-излъчващи ядра са най-ниските масови изотопи на телура. По този начин телурът 106 (¹⁰⁶ Te) е най-лекият изотоп, в който алфа гниенето се среща в природата. Въпреки това по изключение ⁸ Be може да се раздели на две алфа частици.

Тъй като алфа частиците са сравнително тежки и положително заредени, средният им свободен път е много кратък, така че те бързо губят кинетичната си енергия на малко разстояние от излъчващия източник.

Алфа разпада от ядра на уран

Много често срещан случай на гниене на алфа се наблюдава при уран. Уранът е най-тежкият химичен елемент, открит в природата.

В естествената си форма уранът се среща в три изотопа: уран-234 (0,01%), уран-235 (0,71%) и уран-238 (99,28%). Процесът на разпадане на алфа за най-разпространения изотоп на уран е както следва:

²³⁸ ₉₂ U → ²³⁴ ₉₀ Th + ⁴ ₂ He

хелий

Целият хелий, който в момента съществува на Земята, има своя произход в процесите на разпадане на алфа на различни радиоактивни елементи.

Поради тази причина той обикновено се намира в минерални залежи, богати на уран или торий. По същия начин той е свързан и с кладенци за извличане на природен газ.

Токсичност и опасности за здравето на алфа-частиците

По принцип външната алфа радиация не представлява риск за здравето, тъй като алфа частиците могат да изминават само разстояния от няколко сантиметра.

По този начин алфа-частиците се абсорбират от газовете, присъстващи само в няколко сантиметра въздух, или от тънкия външен слой мъртва кожа на човек, като по този начин не им позволяват да представляват риск за здравето на човека.

Алфа-частиците обаче са много опасни за здравето, ако се приемат или вдишват.

Това е така, защото, въпреки че имат малка проникваща сила, тяхното въздействие е много голямо, тъй като те са най-тежките атомни частици, излъчвани от радиоактивен източник.

Приложения

Алфа частиците имат различни приложения. Някои от най-важните са следните:

- Лечение на рак.

- Елиминиране на статичното електричество в промишлени приложения.

- Използвайте в детектори за дим.

- Източник на гориво за спътници и космически кораби.

- Източник на енергия за пейсмейкъри.

- Източник на енергия за дистанционни сензорни станции.

- Източник на енергия за сеизмични и океанографски устройства.

Както се вижда, много често използването на алфа частици е като източник на енергия за различни приложения.

Освен това, едно от основните приложения на алфа частиците днес е като снаряди в ядрените изследвания.

Първо, алфа частиците се получават чрез йонизация (тоест отделяне на електрони от хелиеви атоми). По-късно тези алфа частици се ускоряват до високи енергии.

Препратки

1. Алфа частица (nd). В Уикипедия. Произведено на 17 април 2018 г. от en.wikipedia.org.
2. Алфа разпад (втори). В Уикипедия. Произведено на 17 април 2018 г. от en.wikipedia.org.
3. Айсберг, Робърт Ресник, Робърт (1994). Квантова физика: атоми, молекули, твърди частици, ядра и частици. Мексико DF: Лимуза.
4. Типлер, Павел; Llewellyn, Ralph (2002). Съвременна физика (4-то изд.). WH Freeman.
5. Кране, Кенет С. (1988). Уводна ядрена физика. John Wiley & Sons.
6. Айсберг, Робърт Ресник, Робърт (1994). Квантова физика: атоми, молекули, твърди частици, ядра и частици. Мексико DF: Лимуза.