ALFA DALELĖS: ATRADIMAS, CHARAKTERISTIKOS, PRITAIKYMAS - FIZINIS - 2025

Kad alfa dalelės (arba -aminorūgščių dalelės) yra branduolius helio atomų jonizuotų Todėl netekę elektronai. Helio branduoliai yra sudaryti iš dviejų protonų ir dviejų neutronų. Taigi šios dalelės turi teigiamą elektrinį krūvį, kurio vertė yra dvigubai didesnė už elektrono krūvį, o jų atominė masė yra 4 atominės masės vienetai.

Tam tikros radioaktyviosios medžiagos savaime išskiria alfa daleles. Žemės atveju pagrindinis žinomas natūralus alfa spinduliuotės šaltinis yra radono dujos. Radonas yra radioaktyviosios dujos, esančios dirvožemyje, vandenyje, ore ir kai kuriose uolienose.

Atradimas

Tai įvyko per 1899 ir 1900 metus, kai fizikai Ernestas Rutherfordas (dirbęs McGill universitete Monrealyje, Kanadoje) ir Paulas Villard'as (dirbęs Paryžiuje) išskyrė trijų rūšių bylas, kurias pats Rutherfordas pavadino: alfa, beta ir gama.

Skirtumas buvo pagrįstas jų sugebėjimu prasiskverbti į daiktus ir jų deformacija magnetinio lauko dėka. Dėl šių savybių Rutherfordas apibrėžė alfa spindulius kaip mažiausius prasiskverbimo pajėgumus į paprastus objektus.

Taigi Rutherfordo darbas apėmė alfa dalelės masės ir jos krūvio santykio matavimus. Šie matavimai privertė jį iškelti hipotezę, kad alfa dalelės buvo dvigubai įkrautos helio jonai.

Galiausiai 1907 m. Ernestas Rutherfordas ir Thomasas Roydsas sugebėjo parodyti, kad Rutherfordo hipotezė buvo teisinga, taip parodydama, kad alfa dalelės yra dvigubai jonizuotos helio jonai.

charakteristikos

Kai kurios pagrindinės alfa dalelių savybės yra šios:

Atominė masė

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

Įkelkite

Teigiamas, dvigubai didesnė už elektrono krūvį, arba kas yra tas pats: 3,2 ∙ 10 ^-19 C.

Greitis

Iš tarp 1,5 · 10 Kad ⁷ m / s 3 · 10 ⁷ m / s.

Jonizacija

Jie turi didelę galią jonizuoti dujas, paversdami jas laidžiomis dujomis.

Kinetinė energija

Dėl didelės masės ir greičio jo kinetinė energija yra labai didelė.

Skverbimosi pajėgumas

Jie turi mažai prasiskverbimo galimybių. Atmosferoje jie greitai praranda greitį sąveikaudami su skirtingomis molekulėmis dėl savo didžiulės masės ir elektros krūvio.

Alfa skilimas

Alfa skilimas arba alfa skilimas yra radioaktyvaus skilimo rūšis, susidedanti iš alfa dalelių išmetimo.

Kai tai atsitiks, radioaktyvusis branduolys mato savo masės skaičių sumažintą keturiais vienetais, o jo atominį skaičių - dviem vienetais.

Apskritai procesas yra toks:

^A _Z X → ^A-4 _Z-2 Y + ⁴ ₂ He

Alfa skilimas paprastai vyksta sunkesniuose nukliduose. Teoriškai jis gali atsirasti tik branduoliuose, kurie yra šiek tiek sunkesni nei nikelis, kuriuose bendra jungties energija viename nukleone nebėra minimali.

Mažiausiai žinomi aliuminio spinduliuotės branduoliai yra mažiausio telūro izotopai. Taigi telluras 106 ( ¹⁰⁶ Te) yra lengviausias izotopas, kurio gamtoje vyksta alfa skilimas. Tačiau išimtinai ⁸ Be galima suskaidyti į dvi alfa daleles.

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

Alfa skilimas iš urano branduolių

Uranoje labai dažnas alfa skilimo atvejis. Uranas yra sunkiausias gamtoje randamas cheminis elementas.

Natūralios formos uranas yra trijų izotopų: urano-234 (0,01%), urano-235 (0,71%) ir urano-238 (99,28%). Gausiausio urano izotopo alfa irimo procesas yra toks:

²³⁸ ₉₂ U → ²³⁴ ₉₀ Th + ⁴ ₂ He

Helis

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

Dėl šios priežasties jis paprastai randamas mineralų telkiniuose, kuriuose gausu urano ar torio. Panašiai jis taip pat siejamas su gamtinių dujų gavybos šuliniais.

Alfa dalelių toksiškumas ir pavojus sveikatai

Apskritai išorinė alfa radiacija nekelia pavojaus sveikatai, nes alfa dalelės gali nuvažiuoti tik kelis centimetrus.

Tokiu būdu alfa daleles absorbuoja dujos, esančios vos per kelis centimetrus oro, arba plonasis išorinis negyvosios odos sluoksnis, todėl jos nekelia jokio pavojaus žmonių sveikatai.

Tačiau alfa dalelės yra labai pavojingos sveikatai, jei jos praryja ar įkvepia.

Taip yra todėl, kad nors jie turi mažai skverbimosi galią, jų poveikis yra labai didelis, nes tai yra sunkiausios atominės dalelės, kurias skleidžia radioaktyvus šaltinis.

Programos

Alfa dalelės yra pritaikomos skirtingai. Kai kurie iš svarbiausių yra šie:

- Vėžio gydymas.

- Statinės elektros pašalinimas pramonėje.

- Naudojimas dūmų detektoriuose.

- Palydovų ir erdvėlaivių kuro šaltinis.

- Elektros stimuliatorių maitinimo šaltinis.

- Nuotolinių jutiklių stočių maitinimo šaltinis.

- seisminių ir okeanografinių įtaisų energijos šaltinis.

Kaip matyti, labai dažnas alfa dalelių naudojimas yra energijos šaltinis įvairioms reikmėms.

Be to, vienas iš pagrindinių alfa dalelių taikymo būdų šiandien yra sviediniai branduoliniuose tyrimuose.

Pirma, alfa dalelės yra gaminamos jonizacijos būdu (tai yra, atskiriant elektronus nuo helio atomų). Vėliau šios alfa dalelės įgauna greitą energiją.

Nuorodos

1. Alfa dalelė (nd). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Balandžio 17 d. Iš en.wikipedia.org.
2. Alfa skilimas (nd). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Balandžio 17 d. Iš en.wikipedia.org.
3. Eisbergas, Robertas Resnickas, Robertas (1994). Kvantinė fizika: atomai, molekulės, kietosios medžiagos, branduoliai ir dalelės. Meksikos DF: „Limusa“.
4. Tipleris, Paulius; Llewellyn, Ralph (2002). Šiuolaikinė fizika (4-asis leidimas). WH Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Įvadinė branduolinė fizika. Johnas Wiley ir sūnūs.
6. Eisbergas, Robertas Resnickas, Robertas (1994). Kvantinė fizika: atomai, molekulės, kietosios medžiagos, branduoliai ir dalelės. Meksikos DF: „Limusa“.