Alfa objevování částic, charakteristika, aplikace

alfa částice (nebo částice a) jsou jádra ionizovaných atomů helia, které proto ztratily elektrony. Heliová jádra se skládají ze dvou protonů a dvou neutronů. Tyto částice pak mají kladný elektrický náboj, jehož hodnota je dvojnásobkem náboje elektronu a jeho atomová hmotnost je 4 jednotky atomové hmotnosti.

Alfa částice jsou emitovány spontánně určitými radioaktivními látkami. V případě Země je hlavním známým přirozeným zdrojem emisí záření alfa radonový plyn. Radon je radioaktivní plyn, který je přítomen v půdě, vodě, vzduchu a v některých skalách.

Index

• 1 Objev
• 2 Charakteristiky
  • 2.1 Atomová hmotnost
  • 2.2 Zatížení
  • 2.3 Rychlost
  • 2.4 Ionizace
  • 2.5 Kinetická energie
  • 2.6 Penetrační kapacita
• 3 Úpadek alfa
  • 3.1 Alfa rozpad z uranových jader
  • 3.2 Hélium
• 4 Toxicita a zdravotní rizika alfa částic
• 5 Aplikace
• 6 Odkazy

Objev

To bylo během let 1899 a 1900, kdy fyzici Ernest Rutherford (kdo pracoval u McGill univerzity v Montrealu, Kanada) a Paul Villard (kdo pracoval v Paříži) rozlišoval tři druhy osad, pojmenovaný Rutherford sám jako: \ t alfa, beta a gama.

Rozlišení bylo založeno na jeho schopnosti proniknout předměty a jejich odchylky v důsledku magnetického pole. Na základě těchto vlastností Rutherford definoval paprsky alfa jako ty, které měly nižší průchodnost v běžných objektech.

Rutherfordova práce tedy zahrnovala měření poměru hmotnosti alfa částice k jejímu náboji. Tato měření vedla k tomu, aby stanovil hypotézu, že alfa částice byly dvojnásobně nabité ionty helia.

Konečně, v 1907 Ernest Rutherford a Thomas Royds byl schopný demonstrovat, že hypotéza založená Rutherfordem byla pravdivá, tak demonstrovat to alpha částečky byly dvojitě ionized ionty helia..

Vlastnosti

Některé z hlavních charakteristik alfa částic jsou následující:

Atomová hmotnost

4 jednotky atomové hmotnosti; tj. 6,68 ∙ 10^-27 kg.

Načítání

Pozitivní, dvojnásobek náboje elektronu, nebo co je stejné: 3,2 ∙ 10^-19 C.

Rychlost

Pořadí mezi 1,5.10⁷ m / s a ​​3,10⁷ m / s.

Ionizace

Mají vysokou kapacitu ionizovat plyny a transformovat je na vodivé plyny.

Kinetická energie

Jeho kinetická energie je velmi vysoká díky své velké hmotnosti a rychlosti.

Penetrační kapacita

Mají nízkou penetrační kapacitu. V atmosféře rychle ztrácejí rychlost při interakci s různými molekulami v důsledku velkého množství hmoty a elektrického náboje.

Alfa rozpad

Alfa rozpad nebo rozpad alfa je druh radioaktivního rozpadu, který sestává z emise alfa částečky.

Když se to stane, radioaktivní jádro vidí své hmotnostní číslo snížené o čtyři jednotky a jeho atomové číslo o dvě jednotky.

Obecně je postup následující:

^A_Z X → ^A-4_Z-2Y + ⁴₂Mám

Alfa rozpad normálně nastane v těžších jádrech. Teoreticky, to může jen nastat v jádrech mírně těžší než nikl, ve kterém obecná vazebná energie na nukleon je už ne minimální..

Nejlehčí jádra emitující známé alfa částice jsou izotopy s nižší telurovou hmotností. Tak, telur 106 (¹⁰⁶Te) je nejlehčí izotop, ve kterém dochází k rozpadu alfa v přírodě. Výjimečně ⁸Být může být rozdělen do dvou alfa částic.

Protože alfa částice jsou relativně těžké a jsou kladně nabité, jejich průměrná volná cesta je velmi krátká, takže rychle ztrácejí svou kinetickou energii v těsném dosahu od zdroje..

Alfa rozpad z uranových jader

Velmi častý případ rozpadu alfa probíhá v uranu. Uran je nejtěžší chemický prvek v přírodě.

Ve své přirozené formě se uran vyskytuje ve třech izotopech: uran-234 (0,01%), uran-235 (0,71%) a uran-238 (99,28%). Proces rozpadu alfa pro nejhojnější izotop uranu je následující:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀Th +⁴₂Mám

Helio

Veškeré helium, které v současnosti existuje na Zemi, má svůj původ v procesech rozpadu alfa různých radioaktivních prvků.

Z tohoto důvodu se obvykle nachází v ložiscích nerostných surovin bohatých na uran nebo thium. Obdobně se také objevuje v souvislosti s těžbou zemního plynu.

Toxicita a zdravotní rizika alfa částic

Obecně platí, že externí alfa záření nepředstavuje riziko pro zdraví, protože alfa částice mohou přenášet pouze vzdálenosti několika centimetrů.

Tímto způsobem jsou alfa částice absorbovány plyny přítomnými v několika málo centimetrech vzduchu nebo tenkou vnější vrstvou odumřelé kůže osoby, čímž se zabrání jakémukoli ohrožení zdraví lidí..

Částice alfa jsou však velmi nebezpečné pro zdraví, pokud jsou požity nebo vdechovány..

Je tomu tak proto, že i když mají malou sílu průniku, jejich dopad je velmi velký, protože jsou nejtěžšími atomovými částicemi emitovanými radioaktivním zdrojem..

Aplikace

Alfa částice mají různé aplikace. Některé z nejdůležitějších jsou následující:

- Léčba rakoviny.

- Eliminace statické elektřiny v průmyslových aplikacích.

- Použití v detektorech kouře.

- Zdroj paliva pro satelity a kosmické lodě.

- Zdroj napájení pro kardiostimulátor.

- Zdroj napájení pro dálkové snímací stanice.

- Zdroj energie pro seizmická a oceánografická zařízení.

Jak vidíte, velmi časté používání alfa částic je zdrojem energie pro různé aplikace.

V současné době je jednou z hlavních aplikací alfa částic také projektil v jaderném výzkumu.

Za prvé, alfa částice jsou produkovány ionizací (tj. Separací elektronů z atomů helia). Později se tyto alfa částice urychlují při vysokých energiích.

Odkazy

1. Alfa částice (n.d.). Ve Wikipedii. Získáno 17. dubna 2018, z en.wikipedia.org.
2. Alfa rozpad (n.d.). Ve Wikipedii. Získáno 17. dubna 2018, z en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantová fyzika: Atomy, molekuly, pevné látky, jádra a částice. Mexiko D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paule; Llewellyn, Ralph (2002). Moderní fyzika(4. vydání). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Úvodní jaderná fyzika. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantová fyzika: Atomy, molekuly, pevné látky, jádra a částice. Mexiko D.F.: Limusa.