Alpha Partikler Discovery, Egenskaper, Applications

den alfa partikler (eller partikler a) er kjerner av ioniserte heliumatomer som derfor har mistet sine elektroner. Heliumkjerner består av to protoner og to nøytroner. Deretter har disse partiklene en positiv elektrisk ladning, hvis verdi er to ganger ladningen av elektronen, og dens atommasse er 4 enheter atommasse.

Alfa-partikler utledes spontant av visse radioaktive stoffer. I tilfelle av jorda er den viktigste kjente naturlige kilden til utslipp av alfa-stråling radon gass. Radon er en radioaktiv gass som er tilstede i jord, vann, luft og i noen bergarter.

index

• 1 Discovery
• 2 egenskaper
  • 2.1 Atommasse
  • 2.2 Load
  • 2,3 Hastighet
  • 2.4 ionisering
  • 2,5 kinetisk energi
  • 2.6 Penetrasjonskapasitet
• 3 alfa forfall
  • 3.1 Alfa forfall fra uran kjerner
  • 3.2 Helium
• 4 Giftighet og helsefare ved alfa partikler
• 5 applikasjoner
• 6 Referanser

oppdagelse

Det var i løpet av årene 1899 og 1900 da fysikere Ernest Rutherford (som jobbet ved McGill University i Montreal, Canada) og Paul Villard (som jobbet i Paris) differensiert tre typer registreringer, kalt av Rutherford seg selv som: alfa, beta og gamma.

Sondringen ble gjort basert på dets evne til å trenge inn i gjenstander og deres avvik på grunn av et magnetfelt. På grunn av disse egenskapene definerte Rutherford alfastrålene som de som hadde lavere penetrasjonskapasitet i vanlige gjenstander.

Rutherfords arbeid inneholdt således målinger av forholdet mellom massen av en alfapartikkel og dens ladning. Disse målingene førte ham til å etablere hypotesen om at alfa partikler ble dobbelt ladet heliumioner.

Til slutt, i 1907 Ernest Rutherford og Thomas Royds i stand til å demonstrere at hypotesen etablert av Rutherford var sant, hvilket viser at alfa-partikler ble dobbelt ionisert heliumioner.

funksjoner

Noen av de viktigste egenskapene til alfa partikler er følgende:

Atommasse

4 enheter av atommasse; det vil si 6,68 ∙ 10^-27 kg.

last

Positivt, to ganger ladningen av elektronen, eller hva er det samme: 3.2 ∙ 10^-19 C.

fart

I størrelsesorden mellom 1,5 og 10⁷ m / s og 3 · 10⁷ m / s.

ionisering

De har en høy kapasitet til ionisering av gasser, og omdanner dem til ledende gasser.

Kinetisk energi

Kinetisk energi er svært høy som følge av sin gode masse og fart.

Penetrasjonskapasitet

De har lav penetrasjonskapasitet. I atmosfæren mister de raskt hastighet når de interagerer med forskjellige molekyler som følge av deres store masse og elektriske ladning.

Alfa forfall

Alfa forfall eller alfa forfall er en type radioaktivt forfall som består av utslipp av en alfapartikkel.

Når dette skjer, ser den radioaktive kjerne sitt massenummer redusert med fire enheter og atomnummeret med to enheter.

Generelt er prosessen som følger:

^En_Z X → ^A-4_Z-2-og + ⁴₂Jeg har

Alfa forfall forekommer vanligvis i tyngre kjerne. Teoretisk sett kan det bare forekomme i kjerner litt tyngre enn nikkel, hvor den generelle bindingsenergien per nukleon ikke lenger er minimal.

De letteste kjernene som utsender kjente alfa partikler er isotoper av lavere tellurmasse. Således er telluret 106 (¹⁰⁶Te) er den letteste isotopen der alfaforfall forekommer i naturen. Imidlertid, unntatt ⁸Vær kan brytes ned i to alfa partikler.

Siden alfa-partikler er forholdsvis tunge og er positivt ladet, er den midlere frie veilengde meget korte, slik at de raskt miste sin kinetiske energi i en kort avstand fra kilden.

Alfa forfall fra uran kjerner

Et meget vanlig tilfelle av alfaforfall skjer i uran. Uran er det tyngste kjemiske elementet som finnes i naturen.

I sin naturlige form uran i tre isotoper av uran-234 (0,01%), uran-235 (0,71%), og uran-238 (99,28%). Alfabetisk prosess for den mest omfattende uranisotopen er som følger:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Jeg har

helium

Alt helium som eksisterer på Jorden, har sin opprinnelse i prosessene med alfaforfall av forskjellige radioaktive elementer.

Av denne grunn er det vanligvis funnet i mineralske forekomster av uran eller thorium. På samme måte synes det også å være forbundet med naturgassutvinningsbrønner.

Toksisitet og helsefare ved alfa partikler

Generelt utgjør ekstern alfa-stråling ingen risiko for helse, da alfa partikler kun kan kjøre avstander på noen få centimeter.

Således er alfa-partikler absorberes av gassene i noen få centimeter av luft eller det ytre sjikt av død hud av en person, for derved å hindre medføre noen helserisiko for personer.

Alfa partikler er imidlertid svært helsefarlige hvis de inntas eller inhaleres..

Dette skyldes at selv om de har liten inntrengningskraft, er deres innflytelse veldig stor, siden de er de tyngste atompartiklene utsendt av en radioaktiv kilde.

søknader

Alfa partikler har forskjellige applikasjoner. Noen av de viktigste er følgende:

- Kreftbehandling.

- Eliminering av statisk elektrisitet i industrielle applikasjoner.

- Bruk i røykvarslere.

- Drivstoffkilde for satellitter og romfartøy.

- Strømkilde for pacemaker.

- Strømkilde for eksterne sensorstasjoner.

- Energikilde for seismiske og oceanografiske enheter.

Som du kan se, er en svært vanlig bruk av alfa-partikler som en kilde til energi til forskjellige applikasjoner.

I tillegg er for tiden en av de viktigste applikasjonene av alfa partikler som prosjektiler i nukleær forskning.

Først produseres alfa partikler ved ionisering (dvs. separering av elektroner fra heliumatomer). Senere akselereres disse alfa partiklene ved høye energier.

referanser

1. Alfa partikkel (n.d.). På Wikipedia. Hentet 17. april 2018, fra en.wikipedia.org.
2. Alfa forfall (n.d.). På Wikipedia. Hentet 17. april 2018, fra en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantfysikk: Atomer, molekyler, faste stoffer, kjerner og partikler. Mexico D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Moderne fysikk(4. utgave). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Innledende kjernefysikk. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantfysikk: Atomer, molekyler, faste stoffer, kjerner og partikler. Mexico D.F.: Limusa.