Alfa dalelių atradimas, charakteristikos, taikymas

The alfa dalelės (arba dalelės α) yra jonizuotų helio atomų branduoliai, todėl jie prarado savo elektronus. Helio branduoliai susideda iš dviejų protonų ir dviejų neutronų. Tuomet šiose dalelėse yra teigiamas elektros įkrovimas, kurio vertė yra dvigubai didesnė už elektrono įkrovą, o jo atominė masė yra 4 vienetai atominės masės.

Alfa dalelės spontaniškai išskiriamos tam tikromis radioaktyviomis medžiagomis. Žemės atveju pagrindinis žinomas natūralus alfa spinduliuotės šaltinis yra radono dujos. Radonas yra radioaktyvi dujos, esančios dirvožemyje, vandenyje, ore ir kai kuriose uolose.

Indeksas

• 1 „Discovery“
• 2 Charakteristikos
  • 2.1 Atominė masė
  • 2.2 Krovinys
  • 2.3 Greitis
  • 2.4 Jonizacija
  • 2.5 Kinetinė energija
  • 2.6. Skverbtis
• 3 Alfa skilimas
  • 3.1. Alfa skilimas iš urano branduolių
  • 3.2 Helis
• 4 Alfa dalelių toksiškumas ir pavojai sveikatai
• 5 Programos
• 6 Nuorodos

„Discovery“

1899 ir 1900 metais, kai fizikai Ernestas Rutherfordas (dirbęs McGill universitete, Monrealyje, Kanadoje) ir Paulas Villardas (dirbęs Paryžiuje), išskyrė tris tipų gyvenvietes, kurias pats Rutherfordas pavadino: alfa, beta ir gama.

Skirtumas buvo padarytas remiantis jo gebėjimu įsiskverbti į objektus ir jų nuokrypį dėl magnetinio lauko. Remdamasi šiomis savybėmis, Rutherfordas apibrėžė alfa spindulius kaip tuos, kurie turėjo mažesnį įsiskverbimo pajėgumą paprastuose objektuose.

Taigi Rutherfordo darbas apėmė alfa dalelės masės santykį su jo krūviu. Šie matavimai leido jam nustatyti hipotezę, kad alfa dalelės buvo dvigubai įkrautos helio jonai.

Galiausiai, 1907 m. Ernestas Rutherfordas ir Thomas Royds sugebėjo parodyti, kad Rutherfordo nustatyta hipotezė buvo teisinga, ir tai parodė, kad alfa dalelės yra dvigubai jonizuoti helio jonai..

Savybės

Kai kurios pagrindinės alfa dalelių savybės yra šios:

Atominė masė

4 atominės masės vienetai; tai yra, 6,68 ∙ 10^-27 kg.

Įkeliama

Teigiamas, dvigubas elektrono įkrovimas arba tas pats: 3.2 ∙ 10^-19 C.

Greitis

Kurių eilės tvarka yra nuo 1,5 · 10⁷ m / s ir 3 · 10⁷ m / s.

Jonizacija

Jie turi didelį gebėjimą jonizuoti dujas, paverčiant jas į laidžiąsias dujas.

Kinetinė energija

Jo kinetinė energija yra labai didelė dėl didelio masės ir greičio.

Skverbtis

Jie turi mažą skvarbą. Atmosferoje jie greitai praranda greitį, kai sąveikauja su skirtingomis molekulėmis dėl didelio masės ir elektros krūvio.

Alfa skilimas

Alfa skilimas arba alfa skilimas - tai radioaktyvaus skilimo tipas, kurį sudaro alfa dalelės emisija..

Tokiu atveju radioaktyvioji branduolio masė sumažėja keturiais vienetais, o atomo skaičius - dviem vienetais.

Apskritai šis procesas yra toks:

^A_Z X → ^A-4_Z-2Y + ⁴₂Aš turiu

Alfa skilimas paprastai būna sunkesniuose branduoliuose. Teoriškai tai gali įvykti tik tuose branduoliuose, kurie yra šiek tiek sunkesni nei nikelis, kai bendra branduolio rišamoji energija nebėra minimali.

Lengvieji branduoliai, išskiriantys žinomas alfa daleles, yra žemesnio tellūrų masės izotopai. Taigi, tellūras 106 (¹⁰⁶Te) yra lengviausias izotopas, kuriame gamtoje atsiranda alfa skilimas. Tačiau išimtiniais atvejais ⁸Būti galima suskirstyti į dvi alfa daleles.

Kadangi alfa dalelės yra gana sunkios ir yra teigiamai įkrautos, jų vidutinis laisvas kelias yra labai trumpas, todėl greitai praranda kinetinę energiją arti nuo šaltinio.

Alfa skilimas nuo urano branduolių

Labai dažnas alfa degradacijos atvejis vyksta urane. Uranas yra sunkiausias cheminis elementas gamtoje.

Natūralios formos uranas atsiranda trijuose izotopuose: urano-234 (0,01%), urano-235 (0,71%) ir urano-238 (99,28%). Alkoholio išsiskyrimo procesas daugiausiai urano izotopui yra toks:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀Th +⁴₂Aš turiu

Helio

Visas šiuo metu Žemėje esantis helis yra kilęs iš įvairių radioaktyviųjų elementų alfa skilimo procesų.

Dėl šios priežasties jis paprastai randamas mineralų telkiniuose, kuriuose yra daug urano ar torio. Be to, jis taip pat yra susijęs su gamtinių dujų gavybos šuliniais.

Alfa dalelių toksiškumas ir pavojai sveikatai

Apskritai, išorinė alfa spinduliuotė nekelia pavojaus sveikatai, nes alfa dalelės gali keliauti tik kelių centimetrų atstumu..

Tokiu būdu alfa dalelės sugeria dujas, esančias vos keli centimetrai oro, arba plonas išorinis asmens negyvos odos sluoksnis, taip išvengiant bet kokios rizikos žmonių sveikatai..

Tačiau alfa dalelės yra labai pavojingos sveikatai, jei jos yra nurijus ar įkvėptos..

Taip yra todėl, kad, nors jie turi mažai įsiskverbimo galią, jų poveikis yra labai didelis, nes jie yra sunkiausi radioaktyviųjų šaltinių išskiriamos atominės dalelės..

Programos

Alfa dalelės yra skirtingos. Kai kurie iš svarbiausių yra šie:

- Vėžio gydymas.

- Statinės elektros energijos pašalinimas pramonėje.

- Naudoti dūmų detektoriuose.

- Kuro šaltinis palydovams ir erdvėlaiviams.

- Širdies stimuliatoriaus maitinimo šaltinis.

- Nuotolinių jutiklių stočių maitinimo šaltinis.

- Seisminių ir okeanografinių įrenginių energijos šaltinis.

Kaip matote, labai dažnas alfa dalelių naudojimas yra energijos šaltinis įvairioms programoms.

Be to, šiuo metu viena iš pagrindinių alfa dalelių taikymų yra kaip branduolinių tyrimų projekcijos.

Pirma, alfa dalelės gaminamos jonizuojant (ty atskiriant elektronus nuo helio atomų). Vėliau šios alfa dalelės yra pagreitintos didelėmis energijomis.

Nuorodos

1. Alfa dalelė (n.d.). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Balandžio 17 d., Iš en.wikipedia.org.
2. Alfa skilimas (n.d.). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Balandžio 17 d., Iš en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantinė fizika: atomai, molekulės, kietosios medžiagos, branduoliai ir dalelės. Meksika D.F.: Limusa.
4. Tipleris, Paulius; Llewellyn, Ralph (2002). Šiuolaikinė fizika(4-asis red.). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Įvadinė branduolinė fizika. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantinė fizika: atomai, molekulės, kietosios medžiagos, branduoliai ir dalelės. Meksika D.F.: Limusa.