Alfa daļiņu atklāšana, raksturojums, lietojumprogrammas



The alfa daļiņas (vai α daļiņas) ir jonizēto hēlija atomu kodoli, kas tāpēc ir zaudējuši savus elektronus. Hēlija kodoli sastāv no diviem protoniem un diviem neitroniem. Tad šīm daļiņām ir pozitīvs elektriskais lādiņš, kura vērtība ir divreiz lielāka par elektrona lādiņu, un tās atomu masa ir 4 vienības ar atomu masu..

Dažas radioaktīvas vielas spontāni izdala alfa daļiņas. Zemes gadījumā galvenais zināms dabiskais alfa starojuma avots ir radona gāze. Radons ir radioaktīva gāze, kas atrodas augsnē, ūdenī, gaisā un dažos akmeņos.

Indekss

  • 1 Atklāšana
  • 2 Raksturojums
    • 2.1 Atomu masa
    • 2.2 Slodze
    • 2.3 Ātrums
    • 2.4 Jonizācija
    • 2.5. Kinētiskā enerģija
    • 2.6. Ieejas jauda
  • 3 Alfa sabrukums
    • 3.1. Alfa sabrukums no urāna kodoliem
    • 3.2. Hēlijs
  • 4 alfa daļiņu toksicitāte un veselības apdraudējumi
  • 5 Pieteikumi
  • 6 Atsauces

Atklāšana

1899. un 1900. gadā, kad fiziķi Ernests Rutherfords (kurš strādāja Monreālas, Kanādas McGill universitātē) un Paul Villard (kas strādāja Parīzē), diferencēja trīs veidu apmetnes, ko pats Rutherfords nosauca par: alfa, beta un gamma.

Atšķirība tika veikta, pamatojoties uz tās spēju iekļūt objektos un to novirzi magnētiskā lauka dēļ. Pateicoties šīm īpašībām, Rutherford definēja alfa starus kā tādus, kuriem bija mazāka caurlaidspēja parastos objektos..

Tādējādi Rutherforda darbs ietvēra alfa daļiņas masas un tās lādiņa attiecību mērījumus. Šie mērījumi lika viņam konstatēt hipotēzi, ka alfa daļiņas ir divreiz uzlādētas hēlija joni.

Visbeidzot, 1907. gadā Ernest Rutherford un Thomas Royds varēja pierādīt, ka Rutherfordas hipotēze bija patiesa, tādējādi pierādot, ka alfa daļiņas ir divējāda jonizēta hēlija joni..

Funkcijas

Dažas no galvenajām alfa daļiņu īpašībām ir šādas:

Atomu masa

4 atomu masas vienības; tas ir, 6,68 ∙ 10-27 kg.

Notiek ielāde

Pozitīvs, divreiz lielāks elektrona lādiņš, vai tas pats: 3.2 ∙ 10-19 C.

Ātrums

No kārtas no 1,5 · 107 m / s un 3 · 107 m / s.

Jonizācija

Tām ir augsta spēja jonizēt gāzes, pārveidojot tās par vadošām gāzēm.

Kinētiskā enerģija

Tās kinētiskā enerģija ir ļoti augsta, pateicoties tās lielajai masai un ātrumam.

Caurlaidības jauda

Tiem ir zema iespiešanās spēja. Atmosfērā viņi ātri zaudē ātrumu, mijiedarbojoties ar dažādām molekulām to lielās masas un elektriskās uzlādes rezultātā.

Alfa sabrukums

Alfa sabrukums vai alfa sabrukums ir radioaktīvās sabrukšanas veids, kas sastāv no alfa daļiņas emisijas..

Ja tas notiek, radioaktīvā kodola masas skaitlis tiek samazināts par četrām vienībām un tā atomu skaits ir divas vienības.

Kopumā process ir šāds:

AZ X → A-4Z-2Y + 42Man ir

Alfa sabrukums parasti notiek smagākos kodolos. Teorētiski tas var notikt tikai tādos kodolos, kas ir nedaudz smagāki par niķeli, kurā vispārējā saistošā enerģija uz nukleonu vairs nav minimāla.

Vieglākie kodoli, kas izstaro zināmās alfa daļiņas, ir zemākā tellūra masas izotopi. Tādējādi tellūra 106 (106Te) ir vieglākais izotops, kurā dabā notiek alfa sabrukums. Tomēr izņēmuma kārtā 8Be var iedalīt divās alfa daļiņās.

Tā kā alfa daļiņas ir salīdzinoši smagas un ir pozitīvi uzlādētas, to vidējais brīvais ceļš ir ļoti īss, tāpēc tās ātri zaudē kinētisko enerģiju tuvā attālumā no avota.

Alfa sabrukums no urāna kodoliem

Urānā notiek ļoti bieži sastopams alfa bojājums. Urāns ir dabā sastopamais smagākais ķīmiskais elements.

Dabiskā formā urāns sastopams trīs izotopos: urāns-234 (0,01%), urāns-235 (0,71%) un urāns-238 (99,28%). Alfa sabrukšanas process visbiežāk sastopamajam urāna izotopam ir šāds:

23892 U → 23490Th +42Man ir

Helio

Visam šobrīd Zemes esošajam hēlijam ir dažādu radioaktīvo elementu alfa sabrukšanas procesi.

Šā iemesla dēļ to parasti atrod minerālvielu atradnēs, kas ir bagātas ar urānu vai toriju. Tāpat arī tas ir saistīts ar dabasgāzes ieguves akām.

Alfa daļiņu toksicitāte un veselības apdraudējumi

Kopumā ārējais alfa starojums nerada risku veselībai, jo alfa daļiņas var pārvietoties tikai dažu centimetru attālumā..

Šādā veidā alfa daļiņas tiek absorbētas tikai dažu centimetru gaisa vai cilvēka mirušās ādas plānā ārējā slānī, tādējādi novēršot risku cilvēku veselībai..

Tomēr alfa daļiņas ir ļoti bīstamas veselībai, ja tās ir norītas vai ieelpotas..

Tas ir tāpēc, ka, lai gan tiem ir maza iespiešanās spēja, to ietekme ir ļoti liela, jo tie ir vislielākie radioaktīvā starojuma avotu emitētās daļiņas..

Programmas

Alfa daļiņām ir dažādi pielietojumi. Daži no svarīgākajiem ir šādi:

- Vēža ārstēšana.

- Statiskās elektrības likvidēšana rūpnieciskos lietojumos.

- Izmantojiet dūmu detektoros.

- Satelītu un kosmosa kuģu degvielas avots.

- Elektrokardiostimulatora strāvas avots.

- Barošanas avots tālvadības sensoru stacijām.

- Seismisko un okeanogrāfisko ierīču enerģijas avots.

Kā redzat, ļoti bieži lietotas alfa daļiņas ir enerģijas avots dažādiem lietojumiem.

Turklāt šobrīd viens no galvenajiem alfa daļiņu pielietojumiem ir kā šāviņi kodolpētījumos.

Pirmkārt, alfa daļiņas tiek ražotas ar jonizāciju (ti, atdalot elektronus no hēlija atomiem). Vēlāk šīs alfa daļiņas tiek paātrinātas pie augstām enerģijām.

Atsauces

  1. Alfa daļiņa (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 17. aprīlī no en.wikipedia.org.
  2. Alfa sabrukums (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 17. aprīlī no en.wikipedia.org.
  3. Eisberg, Robert Resnick, Roberts (1994). Kvantu fizika: Atomi, molekulas, cietvielas, kodoli un daļiņas. Meksika D.F.: Limusa.
  4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Mūsdienu fizika(4. izdevums). W. H. Freemans.
  5. Krane, Kenneth S. (1988). Ievada kodolfizika. John Wiley & Sons.
  6. Eisberg, Robert Resnick, Roberts (1994). Kvantu fizika: Atomi, molekulas, cietvielas, kodoli un daļiņas. Meksika D.F.: Limusa.