Zisťovanie častíc, vlastnosti, aplikácie

alfa častice (alebo častice a) sú jadrá ionizovaných atómov hélia, ktoré preto stratili svoje elektróny. Jadrá hélia sa skladajú z dvoch protónov a dvoch neutrónov. Tieto častice potom majú kladný elektrický náboj, ktorého hodnota je dvojnásobok náboja elektrónu a jeho atómová hmotnosť je 4 jednotky atómovej hmotnosti..

Alfa častice sú emitované spontánne určitými rádioaktívnymi látkami. V prípade Zeme je hlavným známym prírodným zdrojom emisií žiarenia alfa radónový plyn. Radón je rádioaktívny plyn, ktorý je prítomný v pôde, vo vode, vo vzduchu av niektorých skalách.

index

• 1 Objav
• 2 Charakteristiky
  • 2.1 Atómová hmotnosť
  • 2.2 Zaťaženie
  • 2.3 Rýchlosť
  • 2.4 Ionizácia
  • 2.5 Kinetická energia
  • 2.6 Penetračná kapacita
• 3 Úpadok alfa
  • 3.1 Alfa rozpad z jadier uránu
  • 3.2 Hélium
• 4 Toxicita a zdravotné riziká častíc alfa
• 5 Aplikácie
• 6 Referencie

objav

To bolo v rokoch 1899 a 1900, kedy fyzici Ernest Rutherford (ktorý pracoval na McGill University v Montreale v Kanade) a Paul Villard (ktorí pracovali v Paríži) rozlišovali tri typy osád, pomenovaný Rutherford sám ako: alfa, beta a gama.

Rozdiel bol založený na jeho schopnosti preniknúť do predmetov a ich odchýlky v dôsledku magnetického poľa. Na základe týchto vlastností Rutherford definoval alfa lúče ako tie, ktoré mali nižšiu schopnosť prenikania do bežných objektov.

Rutherfordova práca teda zahŕňala meranie pomeru hmotnosti alfa častíc k jej náboju. Tieto merania ho viedli k vytvoreniu hypotézy, že alfa častice boli dvojnásobne nabité iónmi hélia.

Nakoniec, v roku 1907 Ernest Rutherford a Thomas Royds boli schopní preukázať, že hypotéza stanovená Rutherfordom bola pravdivá, čo dokazuje, že alfa častice boli dvojito ionizované ióny hélia..

rysy

Niektoré z hlavných charakteristík alfa častíc sú nasledovné:

Atómová hmota

4 jednotky atómovej hmotnosti; to znamená 6,68 ∙ 10^-27 kilogram.

zaťaženie

Pozitívny, dvojnásobok náboja elektrónu, alebo čo je rovnaké: 3,2 ∙ 10^-19 C.

rýchlosť

Rádovo medzi 1,5.10⁷ m / s a ​​3,10⁷ m / s.

ionizácie

Majú vysokú schopnosť ionizovať plyny a transformovať ich na vodivé plyny.

Kinetická energia

Jeho kinetická energia je veľmi vysoká vďaka svojej veľkej hmotnosti a rýchlosti.

Penetračná kapacita

Majú nízku penetračnú kapacitu. V atmosfére rýchlo strácajú rýchlosť pri interakcii s rôznymi molekulami v dôsledku ich veľkého množstva hmoty a elektrického náboja.

Alfa rozpad

Alfa rozpad alebo rozpad alfa je typ rádioaktívneho rozpadu, ktorý spočíva v emisii alfa častíc.

Keď sa to stane, rádioaktívne jadro vidí jeho hmotnostné číslo znížené o štyri jednotky a jeho atómové číslo o dve jednotky.

Všeobecne platí, že proces je nasledovný:

_Z X → ^A-4_Z-2a + ⁴₂Mám

Alfa rozpad sa normálne vyskytuje v ťažších jadrách. Teoreticky sa môže vyskytovať len v jadrách mierne ťažších ako nikel, v ktorých všeobecná väzbová energia na nukleón už nie je minimálna..

Najľahšie jadrá emitujúce známe častice alfa sú izotopy s nižšou hmotnosťou telúru. Tak, telúr 106 (¹⁰⁶Te) je najľahší izotop, v ktorom sa v prírode vyskytuje rozklad alfa. Výnimočne však ⁸Be môže byť rozdelený na dve alfa častice.

Keďže alfa častice sú relatívne ťažké a sú kladne nabité, ich priemerná voľná dráha je veľmi krátka, takže rýchlo strácajú svoju kinetickú energiu v blízkom dosahu zdroja..

Alfa rozpad z jadier uránu

Veľmi častým prípadom rozpadu alfa je urán. Urán je najťažší chemický prvok v prírode.

Vo svojej prirodzenej forme sa urán vyskytuje v troch izotopoch: urán-234 (0,01%), urán-235 (0,71%) a urán-238 (99,28%). Proces rozpadu alfa pre najhojnejší izotop uránu je nasledovný:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Mám

hélium

Všetky héliá, ktoré v súčasnosti existujú na Zemi, majú svoj pôvod v procesoch rozpadu alfa rôznych rádioaktívnych prvkov.

Z tohto dôvodu sa zvyčajne nachádza v ložiskách nerastných surovín bohatých na urán alebo tórium. Podobne sa javí aj v súvislosti s vrtmi na ťažbu zemného plynu.

Toxicita a zdravotné riziká častíc alfa

Vo všeobecnosti externé alfa žiarenie nepredstavuje riziko pre zdravie, pretože alfa častice môžu prejsť len niekoľko centimetrov.

Týmto spôsobom sú alfa častice absorbované plynmi prítomnými len v niekoľkých centimetroch vzduchu alebo tenkou vonkajšou vrstvou odumretej pokožky osoby, čím sa predchádza akémukoľvek riziku pre zdravie ľudí..

Častice alfa sú však veľmi nebezpečné pre zdravie, ak sú požité alebo vdýchnuté..

Je to preto, že hoci majú malú schopnosť preniknúť, ich vplyv je veľmi veľký, pretože sú to najťažšie atómové častice emitované rádioaktívnym zdrojom..

aplikácie

Alfa častice majú rôzne aplikácie. Niektoré z najdôležitejších sú nasledovné:

- Liečba rakoviny.

- Eliminácia statickej elektriny v priemyselných aplikáciách.

- Použitie v detektoroch dymu.

- Zdroj paliva pre satelity a kozmické lode.

- Napájací zdroj pre kardiostimulátor.

- Zdroj napájania pre diaľkové snímacie stanice.

- Zdroj energie pre seizmické a oceánografické zariadenia.

Ako vidíte, veľmi časté používanie častíc alfa je zdrojom energie pre rôzne aplikácie.

Okrem toho je v súčasnosti jednou z hlavných aplikácií častíc alfa projektilov v jadrovom výskume.

Po prvé, alfa častice sú produkované ionizáciou (tj separáciou elektrónov z atómov hélia). Neskôr sa tieto alfa častice urýchľujú pri vysokých energiách.

referencie

1. Alfa častice (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 17. apríla 2018 zo stránky en.wikipedia.org.
2. Alfa rozpad (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 17. apríla 2018 zo stránky en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantová fyzika: Atómy, molekuly, pevné látky, jadrá a častice. Mexico D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Moderná fyzika(4. vydanie). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Úvodná jadrová fyzika. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kvantová fyzika: Atómy, molekuly, pevné látky, jadrá a častice. Mexico D.F.: Limusa.