Alpha Particles Discovery, Characteristics, Applications

The zarah alfa (atau zarah α) adalah nukleus atom helium terionisasi yang, oleh itu, telah kehilangan elektron mereka. Nukleus helium terdiri daripada dua proton dan dua neutron. Kemudian, zarah-zarah ini mempunyai cas elektrik positif yang nilainya dua kali ganda daripada elektron, dan jisim atomnya adalah 4 unit jisim atom.

Zarah alfa yang dipancarkan secara spontan oleh bahan radioaktif tertentu. Dalam kes Bumi, sumber alam utama yang diketahui pelepasan radiasi alfa adalah gas radon. Radon adalah gas radioaktif yang terdapat dalam tanah, air, udara dan di beberapa batu.

Indeks

• 1 Penemuan
• 2 Ciri-ciri
  • 2.1 jisim atom
  • 2.2 Beban
  • 2.3 Kelajuan
  • 2.4 Pengionisasi
  • 2.5 Tenaga kinetik
  • 2.6 Kapasiti penembusan
• 3 kerosakan alfa
  • 3.1 Pereputan alfa daripada nukleus uranium
  • 3.2 Helium
• 4 Ketoksikan dan risiko kesihatan zarah alfa
• 5 Aplikasi
• 6 Rujukan

Discovery

Ia adalah pada tahun-tahun 1899 dan 1900 apabila ahli fizik Ernest Rutherford (yang bekerja di McGill University di Montreal, Kanada) dan Paul Villard (yang bekerja di Paris) dibezakan tiga jenis fail, yang dipanggil oleh Rutherford dirinya sebagai: alfa, beta dan gamma.

Pembezaan dibuat berdasarkan keupayaannya menembusi objek dan penyimpangannya disebabkan medan magnet. Oleh kerana sifat-sifat ini, Rutherford mentakrifkan sinar alfa sebagai yang mempunyai keupayaan penembusan yang lebih rendah dalam objek biasa.

Oleh itu, kerja Rutherford termasuk pengukuran nisbah jisim zarah alfa terhadap pertuduhannya. Pengukuran ini membawa beliau untuk menegaskan hipotesis bahawa zarah alfa adalah ion helium yang dipertudikan.

Akhirnya, pada tahun 1907 Ernest Rutherford dan Thomas Royds dapat menunjukkan bahawa hipotesis yang ditubuhkan oleh Rutherford benar, menunjukkan bahawa zarah alfa telah dua kali ganda terion ion helium.

Ciri-ciri

Beberapa ciri utama zarah alfa adalah seperti berikut:

Jisim atom

4 unit jisim atom; iaitu, 6.68 ∙ 10^-27 kg.

Memuatkan

Positif, dua kali ganda daripada elektron, atau yang sama: 3.2 ∙ 10^-19 C.

Kelajuan

Daripada urutan antara 1,5 · 10⁷ m / s dan 3 · 10⁷ m / s.

Pengionan

Mereka mempunyai kapasiti tinggi untuk mengionkan gas, mengubahnya menjadi gas konduktif.

Tenaga kinetik

Tenaga kinetiknya sangat tinggi hasil daripada jisim dan kelajuannya yang hebat.

Kapasiti penembusan

Mereka mempunyai kapasiti penembusan yang rendah. Di atmosfer, mereka cepat kehilangan kelajuan ketika berinteraksi dengan molekul yang berlainan sebagai akibat dari massa besar dan muatan elektrik mereka.

Kerosakan alfa

Keruntuhan alfa atau kerosakan alfa adalah sejenis pereputan radioaktif yang terdiri daripada pelepasan zarah alfa.

Apabila ini berlaku, teras radioaktif melihat bilangan jisimnya dikurangkan oleh empat unit dan bilangan atomnya oleh dua unit.

Secara umum, prosesnya adalah seperti berikut:

^A_Z X → ^A-4_Z-2Y + ⁴₂Saya ada

Kerosakan alfa biasanya berlaku dalam nukleus yang lebih berat. Secara teorinya, ia hanya boleh berlaku dalam teras yang sedikit lebih berat daripada nikel, di mana tenaga ikatan umum bagi setiap nukleon tidak lagi minimum.

Nukleus yang paling ringan yang memancarkan zarah alpha yang diketahui adalah isotop jisim tellurium yang lebih rendah. Oleh itu, tellurium 106 (¹⁰⁶Te) adalah isotop paling ringan di mana kerosakan alfa berlaku. Walau bagaimanapun, sangat ⁸Boleh dibahagikan kepada dua zarah alfa.

Sejak zarah alfa yang agak berat dan bercas positif, laluan bebas min adalah sangat pendek, supaya mereka cepat kehilangan tenaga kinetik mereka pada jarak yang singkat dari sumber.

Pereputan Alpha dari nukleus uranium

Kes pereputan alfa berlaku dalam uranium. Uranium adalah unsur kimia paling berat yang terdapat dalam alam semula jadi.

Dalam bentuk uranium semula jadi dalam tiga isotop uranium-234 (0.01%), uranium-235 (0.71%), dan uranium-238 (99,28%). Proses pereputan alfa untuk isotop yang paling banyak uranium adalah seperti berikut:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀Th +⁴₂Saya ada

Helio

Semua helium yang wujud di Bumi kini berasal dari proses-proses pelepasan alfa terhadap unsur-unsur radioaktif yang berlainan.

Atas sebab ini, ia biasanya dijumpai dalam deposit mineral kaya uranium atau thorium. Begitu juga, ia juga kelihatan berkaitan dengan telaga pengekstrakan gas asli.

Ketoksikan dan risiko kesihatan zarah alfa

Secara umum, sinaran alfa luar tidak menimbulkan risiko kepada kesihatan, kerana zarah alfa hanya boleh bergerak jarak beberapa sentimeter.

Oleh itu, zarah alfa yang diserap oleh gas dalam beberapa sentimeter udara atau lapisan luar nipis kulit mati seseorang, dengan itu menghalang membabitkan risiko kesihatan orang-orang.

Walau bagaimanapun, zarah alfa adalah sangat berbahaya kepada kesihatan jika ia ditelan atau dihirup..

Ini kerana, walaupun mereka mempunyai kuasa penembusan yang sedikit, kesannya sangat besar, kerana mereka adalah zarah atom yang paling berat yang dipancarkan oleh sumber radioaktif.

Permohonan

Zarah alfa mempunyai aplikasi yang berbeza. Antara yang paling penting ialah yang berikut:

- Rawatan kanser.

- Penghapusan elektrik statik dalam aplikasi perindustrian.

- Gunakan dalam pengesan asap.

- Sumber bahan api untuk satelit dan kapal angkasa.

- Sumber kuasa untuk alat pacu jantung.

- Sumber kuasa untuk stesen sensor jarak jauh.

- Sumber tenaga untuk peranti seismik dan oseanografi.

Seperti yang dapat anda lihat, penggunaan zarah alfa yang sangat biasa adalah sebagai sumber tenaga untuk aplikasi yang berbeza.

Di samping itu, kini salah satu aplikasi utama zarah alpha adalah sebagai projektil dalam penyelidikan nuklear.

Pertama, zarah alfa dihasilkan oleh ionisasi (iaitu, memisahkan elektron daripada atom helium). Kemudian zarah alpha ini dipercepat pada tenaga yang tinggi.

Rujukan

1. Zarah alfa (n.d.). Di Wikipedia. Diambil pada 17 April, 2018, dari en.wikipedia.org.
2. Pereputan Alpha (n.d.). Di Wikipedia. Diambil pada 17 April, 2018, dari en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Fizik kuantum: Atom, molekul, pepejal, nukleus dan zarah. Mexico D.F .: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Fizik moden(Edisi ke-4). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Fizik Nuklear Pengenalan. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Fizik kuantum: Atom, molekul, pepejal, nukleus dan zarah. Mexico D.F .: Limusa.