Alpha Particles Discovery, ominaisuudet, sovellukset

alfa-hiukkaset (tai hiukkaset a) ovat ionisoitujen heliumatomien ytimiä, jotka siksi ovat menettäneet elektroninsä. Heliumin ytimet koostuvat kahdesta protonista ja kahdesta neutronista. Sitten näillä hiukkasilla on positiivinen sähkövaraus, jonka arvo on kaksinkertainen elektronin varaukseen, ja sen atomimassa on 4 yksikköä atomia..

Alfa-hiukkaset erittyvät spontaanisti tietyillä radioaktiivisilla aineilla. Maan tapauksessa tärkein luonnollinen alfa-säteilyn päästölähde on radonkaasu. Radon on radioaktiivinen kaasu, joka on läsnä maaperässä, vedessä, ilmassa ja joissakin kivissä.

indeksi

• 1 Discovery
• 2 Ominaisuudet
  • 2.1 Atomimassa
  • 2.2 Kuormitus
  • 2.3 Nopeus
  • 2.4 Ionisointi
  • 2.5 Kineettinen energia
  • 2.6 Läpäisykyky
• 3 Alfa-hajoaminen
  • 3.1 Uraaniytimien aiheuttama alfa-hajoaminen
  • 3,2 Helium
• 4 alfa-hiukkasten myrkyllisyys ja terveysriskit
• 5 Sovellukset
• 6 Viitteet

löytö

Se oli vuosien 1899 ja 1900 aikana, kun fyysikot Ernest Rutherford (joka työskenteli Montrealissa, Kanadassa McGillin yliopistossa) ja Paul Villard (jotka työskentelivät Pariisissa) erottelivat Rutherfordin itsensä nimeämiä kolmenlaisia ​​asutuksia: alfa, beeta ja gamma.

Ero tehtiin sen kyvyn kautta läpäistä esineitä ja niiden poikkeama magneettikentästä. Näiden ominaisuuksien perusteella Rutherford määritteli alfa-säteet sellaisiksi, joilla oli pienempi läpäisykyky tavallisissa kohteissa.

Niinpä Rutherfordin työ sisälsi alfa-partikkelin massan ja sen varauksen välisen suhteen mittaamisen. Nämä mittaukset saivat hänet vahvistamaan hypoteesin, että alfa-hiukkaset olivat kaksinkertaisesti ladattuja heliumioneja.

Lopuksi, vuonna 1907 Ernest Rutherford ja Thomas Royds pystyivät osoittamaan, että Rutherfordin perustama hypoteesi oli totta, mikä osoitti, että alfa-hiukkaset olivat hitaasti ionisoituja heliumioneja..

piirteet

Jotkin alfa-hiukkasten pääominaisuuksista ovat seuraavat:

Atomimassa

4 yksikköä atomia; eli 6,68 ∙ 10^-27 kg.

kuormitus

Positiivinen, kaksinkertainen elektronin varaus tai sama: 3.2 ∙ 10^-19 C.

nopeus

Ne ovat luokkaa 1,5 · 10⁷ m / s ja 3 · 10⁷ m / s.

ionisaatio

Niillä on suuri kyky ionisoida kaasuja ja muuttaa ne johtaviksi kaasuiksi.

Kineettinen energia

Sen kineettinen energia on erittäin suuri sen suuren massan ja nopeuden seurauksena.

Läpäisykyky

Niiden kapasiteetti on alhainen. Ilmakehässä he menettävät nopeasti nopeutensa vuorovaikutuksessa eri molekyylien kanssa niiden suuren massan ja sähkövaroituksen seurauksena.

Alpha hajoaminen

Alfa-hajoaminen tai alfa-hajoaminen on eräänlainen radioaktiivinen hajoaminen, joka koostuu alfa-hiukkasen päästöistä..

Kun näin tapahtuu, radioaktiivinen ydin näkee sen massan pienentyneen neljällä yksiköllä ja sen atomiluvulla kaksi yksikköä.

Yleensä prosessi on seuraava:

_Z X → ^A-4_Z-2ja + ⁴₂Minulla on

Alfa-hajoaminen tapahtuu normaalisti raskaammissa ytimissä. Teoreettisesti se voi tapahtua vain nikkelistä hieman raskaammissa ytimissä, joissa yleinen sitomisenergia energiaa kohti ei ole enää minimaalinen.

Kevyimmät ytimet, jotka emittoivat tunnettuja alfa-hiukkasia, ovat alhaisemman tellumin massan isotooppeja. Täten telluuri 106 (¹⁰⁶Te) on kevyin isotooppi, jossa alfa-hajoaminen tapahtuu luonnossa. Poikkeuksellisesti ⁸Be voidaan jakaa kahteen alfa-hiukkaseen.

Koska alfa-hiukkaset ovat suhteellisen raskaita ja ne ovat positiivisesti varautuneita, niiden keskimääräinen vapaa polku on hyvin lyhyt, joten ne menettävät nopeasti kineettisen energiansa lähietäisyydeltä lähteestä.

Uraanin ytimistä peräisin oleva alfa-hajoaminen

Hyvin yleinen alfa-hajoaminen tapahtuu uraanissa. Uraani on luonteeltaan raskain kemiallinen elementti.

Luonnollisessa muodossaan uraania esiintyy kolmessa isotoopissa: uraani-234 (0,01%), uraani-235 (0,71%) ja uraani-238 (99,28%). Alfa-hajoamisprosessi runsaimmassa uraanisotoopissa on seuraava:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Minulla on

helium

Kaikki tällä hetkellä maapallolla oleva helium on peräisin eri radioaktiivisten elementtien alfa-hajoamisen prosesseista.

Tästä syystä se löytyy yleensä mineraalivarastoista, joissa on runsaasti uraania tai toriumia. Samoin se näkyy myös maakaasun uuttokaivojen yhteydessä.

Alfa-hiukkasten myrkyllisyys ja terveysriskit

Yleensä ulkoinen alfa-säteily ei aiheuta vaaraa terveydelle, koska alfa-hiukkaset voivat matkustaa vain muutaman senttimetrin etäisyydellä.

Tällä tavalla alfa-hiukkaset imeytyvät vain muutaman senttimetrin ilmassa olevista kaasuista tai ihmisen kuolleen ihon ohuesta ulkoisesta kerroksesta, jolloin vältetään ihmisten terveydelle aiheutuva riski..

Alfa-hiukkaset ovat kuitenkin hyvin vaarallisia terveydelle, jos ne nautitaan tai hengitetään..

Tämä johtuu siitä, että vaikka niiden tunkeutumisvoima on vähäinen, niiden vaikutus on hyvin suuri, koska ne ovat raskaimpia radioaktiivisen lähteen päästämiä atomipartikkeleita.

sovellukset

Alfa-hiukkasilla on erilaiset sovellukset. Jotkut tärkeimmistä ovat seuraavat:

- Syövän hoito.

- Staattisen sähkön poistaminen teollisissa sovelluksissa.

- Käytä savunilmaisimissa.

- Satelliittien ja avaruusalusten polttoaineen lähde.

- Sydämentahdistimen virtalähde.

- Teholähde kaukosäätimen asemille.

- Seismisten ja okeanografisten laitteiden energialähde.

Kuten näette, alfa-hiukkasten hyvin yleinen käyttö on energialähde eri sovelluksissa.

Lisäksi tällä hetkellä yksi alfa-hiukkasten pääkäyttösovelluksista on kuin ammukset ydintutkimuksessa.

Ensinnäkin alfa-hiukkaset tuotetaan ionisaatiolla (ts. Erottamalla elektronit heliumiatomeista). Myöhemmin nämä alfa-hiukkaset kiihtyvät suurilla energioilla.

viittaukset

1. Alfa-hiukkas (n.d.). Wikipediassa. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta en.wikipedia.org.
2. Alfa-hajoaminen (n.d.). Wikipediassa. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvanttifysiikka: Atomit, molekyylit, kiintoaineet, ytimet ja hiukkaset. Meksiko D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Moderni fysiikka(4. painos). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Johdannollinen ydinfysiikka. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvanttifysiikka: Atomit, molekyylit, kiintoaineet, ytimet ja hiukkaset. Meksiko D.F.: Limusa.