Alpha Partiklar Discovery, egenskaper, applikationer

den alfa partiklar (eller partiklar a) är kärnor av joniserade heliumatomer som därför har förlorat sina elektroner. Heliumkärnor består av två protoner och två neutroner. Därefter har dessa partiklar en positiv elektrisk laddning vars värde är dubbelt så stor som laddningen av elektronen och dess atommassa är 4 enheter atomvikt.

Alfa partiklar utsöndras spontant av vissa radioaktiva ämnen. När det gäller jorden är den främsta kända naturliga källan för utsläpp av alfastrålning radongas. Radon är en radioaktiv gas som finns i mark, vatten, luft och i vissa stenar.

index

• 1 Discovery
• 2 egenskaper
  • 2,1 atommassa
  • 2.2 Belastning
  • 2,3 Hastighet
  • 2.4 Jonisering
  • 2,5 kinetisk energi
  • 2.6 Penetrationskapacitet
• 3 alfa sönderfall
  • 3.1 Alphaförfall från urankärnor
  • 3,2 helium
• 4 Toxicitet och hälsorisker hos alfapartiklar
• 5 applikationer
• 6 referenser

upptäckt

Det var under åren 1899 och 1900 när fysiker Ernest Rutherford (som arbetade vid McGill University i Montreal, Kanada) och Paul Villard (som arbetade i Paris) differentierade tre typer av registreringar, kallas av Rutherford själv som: alfa, beta och gamma.

Skillnaden gjordes baserat på dess förmåga att tränga in föremål och deras avvikelse på grund av ett magnetfält. På grund av dessa egenskaper definierade Rutherford alfastrålarna som de som hade en lägre penetrationskapacitet i vanliga föremål.

Således inkluderade Rutherfords arbete mätningar av förhållandet mellan massan av en alfapartikel till dess laddning. Dessa mätningar ledde honom att fastställa hypotesen att alfapartiklar dubbelt laddades heliumjoner.

Slutligen kunde Ernest Rutherford och Thomas Royds 1907 visa att den hypotes som Rutherford fastställde var sann, vilket visar att alfapartiklar var dubbelt joniserade heliumjoner..

särdrag

Några av de viktigaste egenskaperna hos alfapartiklar är följande:

Atommassa

4 enheter av atommassa; det vill säga 6,68 ∙ 10^-27 kg.

belastning

Positiv, två gånger laddningen av elektronen, eller vad är densamma: 3.2 ∙ 10^-19 C.

hastighet

Av storleksordningen mellan 1,5 och 10⁷ m / s och 3 · 10⁷ m / s.

jonisering

De har en hög kapacitet att jonera gaser och omvandlar dem till ledande gaser.

Kinetisk energi

Kinetikenergin är mycket hög till följd av sin stora massa och hastighet.

Penetrationskapacitet

De har låg penetrationskapacitet. I atmosfären förlorar de snabbt hastighet när de interagerar med olika molekyler till följd av sin stora massa och elektriska laddning.

Alfa sönderfall

Alfaförfall eller alfaförfall är en typ av radioaktivt förfall som består av utsläpp av en alfapartikel.

När detta händer ser den radioaktiva kärnan sitt massnummer minskat med fyra enheter och dess atomnummer med två enheter.

I allmänhet är processen som följer:

^EN_Z X → ^A-4_Z-2och + ⁴₂Jag har

Alfa förfall förekommer normalt i tyngre kärnor. Teoretiskt kan det endast ske i kärnor något tyngre än nickel, där den allmänna bindningsenergin per nukleon inte längre är minimal.

De lättaste kärnorna som emitterar kända alfapartiklar är isotoperna av lägre tellurmassa. Sålunda är telluret 106 (¹⁰⁶Te) är den lättaste isotopen där alfaförfall förekommer i naturen. Men utomordentligt ⁸Var kan brytas ner i två alfa partiklar.

Eftersom alfapartiklarna är relativt tunga och positivt laddade är deras genomsnittliga fria väg väldigt kort, så de förlorar snabbt sin kinetiska energi på nära håll från källan.

Alfa förfall från urankärnor

Ett mycket vanligt fall av alfaförfall äger rum i uran. Uran är det tyngsta kemiska elementet som finns i naturen.

Uran förekommer i sin naturliga form i tre isotoper: uran-234 (0,01%), uran-235 (0,71%) och uran-238 (99,28%). Alfaförfallsprocessen för den mest omfattande uranisotopen är följande:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Jag har

helium

Allt helium som för närvarande finns på jorden har sitt ursprung i processerna av alfaförfall av olika radioaktiva ämnen.

Av denna anledning finns det vanligtvis i mineralföremål rik på uran eller thorium. På samma sätt framträder det också i samband med naturgasutvinningsbrunnar.

Toxicitet och hälsorisker hos alfapartiklar

I allmänhet utgör extern alfastrålning ingen risk för hälsa, eftersom alfapartiklar endast kan röra avstånd på några centimeter.

På så sätt absorberas alfapartiklarna av de gaser som finns i några få centimeter av luften eller av det tunna yttre lagret av död hud hos en person, vilket därigenom undviker risk för människors hälsa.

Alfa partiklar är emellertid mycket hälsofarliga om de intas eller inhaleras..

Detta beror på att de, trots att de har liten penetrationskraft, är mycket stora, eftersom de är de tungaste atompartiklarna som utsänds av en radioaktiv källa.

tillämpningar

Alfa partiklar har olika tillämpningar. Några av de viktigaste är följande:

- Cancerbehandling.

- Eliminering av statisk elektricitet i industriella tillämpningar.

- Används i rökdetektorer.

- Bränslekälla för satelliter och rymdfarkoster.

- Strömkälla för pacemaker.

- Strömkälla för fjärrkontrollenheter.

- Energikälla för seismiska och oceanografiska enheter.

Som du kan se är en mycket vanlig användning av alfapartiklar som en energikälla för olika tillämpningar.

Dessutom är för närvarande en av de huvudsakliga användningarna av alfapartiklar som projektiler inom kärnforskning.

Först produceras alfapartiklar genom jonisering (dvs separering av elektroner från heliumatomer). Senare accelereras dessa alfapartiklar vid höga energier.

referenser

1. Alfa partikel (n.d.). På Wikipedia. Hämtad den 17 april 2018, från en.wikipedia.org.
2. Alfa förfall (n.d.). På Wikipedia. Hämtad den 17 april 2018, från en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantfysik: Atomer, molekyler, fasta substanser, kärnor och partiklar. Mexiko D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Modern fysik(4: e upplagan). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Inledande kärnfysik. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantfysik: Atomer, molekyler, fasta substanser, kärnor och partiklar. Mexiko D.F.: Limusa.