АЛФА ЧЕСТИЦЕ: ОТКРИЋЕ, КАРАКТЕРИСТИКЕ, ПРИМЕНЕ - ФИЗИЧКИ - 2025

Тхе алфа честице (или а честице) су језгра атома хелијума јонизоване стога су изгубили електрона. Језгра хелија чине два протона и два неутрона. Дакле, ове честице имају позитиван електрични набој чија је вредност двострука наелектрисања електрона, а њихова атомска маса је 4 атомске масе јединице.

Одређене радиоактивне супстанце спонтано емитују алфа честице. У случају Земље, главни познати природни извор емисије алфа зрачења је радон гас. Радон је радиоактивни гас који је присутан у земљи, води, ваздуху и неким стенама.

Откриће

Током 1899. и 1900. године физичари Ернест Рутхерфорд (који је радио на Универзитету МцГилл у Монтреалу, Канада) и Паул Виллард (који је радио у Паризу) су разликовали три врсте картона, које је сам Рутхерфорд назвао: алфа, бета и гама.

Разликовање је направљено на основу њихове способности продирања у предмете и њиховог одбацивања дејством магнетног поља. Захваљујући овим својствима, Рутхерфорд је дефинисао алфа зраке као најмању пропусну способност у обичним објектима.

Тако је Рутхерфорд-ов рад укључивао мерења односа масе честица алфа у односу на њен набој. Ова мерења довела су га до хипотезе да су алфа честице двоструко наелектрисане јони хелијума.

Коначно, 1907. Ернест Рутхерфорд и Тхомас Роидс успели су да покажу да је хипотеза коју је успоставио Рутхерфорд тачна, показујући тако да су алфа честице двоструко јонизоване јони хелија.

карактеристике

Неке од главних карактеристика алфа честица су следеће:

Атомска маса

4 атомске јединице масе; односно 6,68 ∙ 10 ^-27 кг.

Оптерећење

Позитивно, двоструко наелектрисање електрона или оно исто: 3,2 ∙ 10 ^-19 Ц.

Брзина

Редослед између 1,5 · 10 ⁷ м / с и 3 · 10 ⁷ м / с.

Ионизација

Имају висок капацитет јонизовања гасова, претварајући их у проводљиве гасове.

Кинетичке енергије

Његова кинетичка енергија је веома висока као последица велике масе и брзине.

Капацитет продора

Имају низак капацитет продирања. У атмосфери брзо губе брзину током интеракције са различитим молекулима као последицом њихове велике масе и електричног набоја.

Алфа пропада

Распад алфа или алфа пропадање је врста радиоактивног распада која се састоји од емисије алфа честица.

Када се то догоди, радиоактивно језгро види свој масни број смањено за четири јединице, а атомски број за две јединице.

Опћенито, поступак је сљедећи:

^А _З Кс → ^А-4 _З-2 И + ⁴ ₂ Хе

Распад алфа обично се јавља у тежим нуклидима. Теоретски, она се може појавити само у језграма нешто тежим од никла, у којима укупна енергија везивања по нуклеону више није минимална.

Најлакша позната језгра која емитују алфа су изотопи телуруса са најмањом масом. Тако је телур 106 ( ¹⁰⁶ Те) најлакши изотоп у коме се у природи распада алфа. Међутим, изузетно се ⁸ Бе може раставити на две алфа честице.

Будући да су алфа честице релативно тешке и позитивно набијене, њихов средњи слободни пут је врло кратак, па брзо губе кинетичку енергију на малој удаљености од извора који емитира.

Распад алфа из језгра урана

Врло чест случај распада алфа догађа се уранијуму. Уранијум је најтежи хемијски елемент који се налази у природи.

Уранијум је у свом природном облику у три изотопа: уранијум-234 (0,01%), уранијум-235 (0,71%) и уранијум-238 (99,28%). Процес распадања алфа за најобилнији изотоп уранијума је следећи:

²³⁸ ₉₂ У → ²³⁴ ₉₀ Тх + ⁴ ₂ Хе

Хелијум

Сав хелијум који тренутно постоји на Земљи има своје порекло у процесима распадања алфа различитих радиоактивних елемената.

Из тог разлога се обично налази у минералним лежиштима богатим уранијумом или торијумом. Слично је и са бушотинама за вађење природног гаса.

Токсичност и опасности по здравље алфа честица

Генерално, спољно алфа зрачење не представља ризик за здравље, јер алфа честице могу да пређу удаљености од само неколико центиметара.

На тај начин, алфа-честице апсорбују гасове присутне у само неколико центиметара ваздуха или танки спољни слој мртве коже особе и на тај начин спречавају да представљају било какав ризик по здравље људи.

Међутим, алфа честице су веома опасне по здравље ако се гутају или удишу.

То је зато што, иако имају малу продорну моћ, њихов утицај је веома велик, јер су најтеже атомске честице које емитује радиоактивни извор.

Апликације

Алфа честице имају различите примене. Неке од најважнијих су следеће:

- Лечење рака.

- Елиминација статичког електрицитета у индустријским применама.

- Користите у детекторима дима.

- Извор горива за сателите и свемирске летелице.

- Извор напајања за пејсмејкере.

- Извор напајања за даљинске сензорске станице.

- Извор енергије за сеизмичке и оцеанографске уређаје.

Као што се може видети, врло уобичајена употреба алфа честица је извор енергије за различите примене.

Даље, једна од главних примена алфа честица данас су пројектили у нуклеарним истраживањима.

Прво, алфа честице се стварају јонизацијом (то јест одвајањем електрона од атома хелија). Касније се ове алфа честице убрзавају до високих енергија.

Референце

1. Алфа честица (нд). У Википедији. Преузето 17. априла 2018. године са ен.википедиа.орг.
2. Распад алфа (други). У Википедији. Преузето 17. априла 2018. године са ен.википедиа.орг.
3. Еисберг, Роберт Ресницк, Роберт (1994). Квантна физика: атоми, молекуле, чврсте супстанце, нуклеи и честице. Мексико ДФ: Лимуза.
4. Типлер, Паул; Ллевеллин, Ралпх (2002). Модерна физика (4. изд.). ВХ Фрееман.
5. Кране, Кеннетх С. (1988). Уводна нуклеарна физика. Јохн Вилеи & Сонс.
6. Еисберг, Роберт Ресницк, Роберт (1994). Квантна физика: атоми, молекуле, чврсте супстанце, нуклеи и честице. Мексико ДФ: Лимуза.