אלפא חלקיקים גילוי, מאפיינים, יישומים

ה חלקיקי אלפא (או חלקיקים α) הם גרעינים של אטומי הליום מיונן, ולכן, איבדו את האלקטרונים שלהם. גרעיני הליום מורכבים משני פרוטונים ושני נויטרונים. לאחר מכן, חלקיקים אלה יש מטען חשמלי חיובי שערכו כפול המטען של האלקטרון, ואת המסה האטומית שלה הוא 4 יחידות של מסה אטומית.

חלקיקי אלפא נפלטו באופן ספונטני על ידי חומרים רדיואקטיביים מסוימים. במקרה של כדור הארץ, המקור העיקרי הידוע של פליטת קרינת אלפא הוא גז ראדון. ראדון הוא גז רדיואקטיבי הנמצא בקרקע, במים, באוויר ובסלעים מסוימים.

אינדקס

• 1 גילוי
• 2 מאפיינים
  • 2.1 מסה אטומית
  • 2.2 טעינה
  • 2.3 מהירות
  • 2.4 יינון
  • 2.5 אנרגיה קינטית
  • 2.6 יכולת החדירה
• 3 אלפא ריקבון
  • 3.1 אלפא ריקבון של גרעיני אורניום
  • 3.2 הליום
• 4 רעילות וסיכונים בריאותיים של חלקיקי אלפא
• 5 יישומים
• 6 הפניות

גילוי

זה היה במהלך השנים 1899 ו 1900 כאשר הפיזיקאים ארנסט Rutherford (שעבד באוניברסיטת מקגיל במונטריאול, קנדה) ופול וילארד (שעבד בפריז) הבחין שלושה סוגים של התנחלויות, בשם Rutherford עצמו כמו: אלפא, ביתא וגמא.

ההבחנה נעשתה בהתאם ליכולתה לחדור לחפצים ולסטייה שלהם בגלל שדה מגנטי. מכוח תכונות אלו, Rutherford הגדיר את קרני האלפא כאלו עם יכולת חדירה נמוכה יותר באובייקטים רגילים.

לפיכך, עבודתו של רתרפורד כללה מדידות של היחס בין המסה של חלקיק אלפא לחומרתו. מדידות אלה הובילו אותו להקים את ההשערה כי חלקיקי אלפא היו טעונים כפולות יונים הליום.

לבסוף, ב- 1907 הצליחו ארנסט ראת'רפורד ותומס רויידס להוכיח שההיפותזה שנקבעה על ידי ראת'רפורד היתה נכונה, ובכך הוכיחה כי חלקיקי אלפא הם יונים של יוני הליום מיונן..

תכונות

חלק מן המאפיינים העיקריים של חלקיקי אלפא הם כדלקמן:

מסה אטומית

4 יחידות של מסה אטומית; כלומר, 6.68 ∙ 10^-27 kg.

טוען

חיובי, כפול תשלום של האלקטרון, או מה אותו דבר: 3.2 ∙ 10^-19 ג.

מהירות

בסדר גודל של בין 1 - 10⁷ m / s ו 3 · 10⁷ מ / ש.

יינון

יש להם יכולת גבוהה כדי ליינן גזים, להפוך אותם גזים מוליכים.

אנרגיה קינטית

האנרגיה הקינטית שלו גבוהה מאוד כתוצאה ממסה גדולה ומהירות.

יכולת חדירה

יש להם יכולת חדירה נמוכה. באטמוספירה הם מאבדים במהירות את המהירות בעת אינטראקציה עם מולקולות שונות כתוצאה ממסה גדולה שלהם מטען חשמלי.

אלפא ריקבון

אלפא ריקבון או ריקבון אלפא הוא סוג של ריקבון רדיואקטיבי המורכב פליטה של ​​חלקיק אלפא.

כאשר זה קורה, הליבה הרדיואקטיבית רואה את מספר המסה שלה מופחת על ידי ארבע יחידות ומספר האטום שלה על ידי שתי יחידות.

באופן כללי, התהליך הוא כדלקמן:

^א_Z X → ^{א -4}_Z-2Y + ⁴₂יש לי

אלפא ריקבון בדרך כלל מתרחשת גרעיני כבד. תיאורטית, זה יכול להתרחש רק ליבות מעט כבד יותר ניקל, שבו האנרגיה מחייב הכללי לכל נוקלאון כבר לא מינימלי.

הגרעינים הקלילים ביותר פולטים חלקיקי אלפא ידועים הם האיזוטופים של מסה טלוריום נמוכה יותר. לפיכך, טלוריום 106 (¹⁰⁶Te) הוא האיזוטופ הקל ביותר שבו ריקבון אלפא מתרחשת בטבע. עם זאת, באופן יוצא מן הכלל ⁸ניתן לשבור למטה לשני חלקיקי אלפא.

מאחר וחלקיקי האלפא כבדים יחסית וטעונים חיוביים, הנתיב החופשי הממוצע שלהם קצר מאוד, ולכן הם מאבדים במהירות את האנרגיה הקינטית שלהם בטווח קרוב מהמקור.

אלפא ריקבון של גרעיני אורניום

מקרה נפוץ מאוד של ריקבון אלפא מתרחש אורניום. אורניום הוא האלמנט הכימי הכבד ביותר שנמצא בטבע.

בצורתו הטבעית, אורניום מתרחש בשלושה איזוטופים: אורניום -23 (0.01%), אורניום-235 (0.71%), אורניום -238 (99.28%). תהליך ריקבון אלפא עבור איזוטופ האורניום הנפוץ ביותר הוא כדלקמן:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀ת +⁴₂יש לי

הליו

כל הליום שקיים כיום על כדור הארץ מקורו בתהליכי ריקבון אלפא של אלמנטים רדיואקטיביים שונים.

מסיבה זו, הוא נמצא בדרך כלל מרבצים מינרליים עשירים אורניום או תוריום. כמו כן, הוא מופיע גם הקשורים בארות מיצוי גז טבעי.

רעילות וסיכונים בריאותיים של חלקיקי אלפא

באופן כללי, קרינת אלפא חיצונית אינה מהווה סיכון לבריאות, שכן חלקיקי אלפא יכולים רק לנסוע מרחקים של כמה סנטימטרים.

בדרך זו, את חלקיקי אלפא נספגים על ידי גזים הנוכחי רק כמה סנטימטרים של אוויר או על ידי השכבה החיצונית הדקה של עור מת של אדם, ובכך למנוע כל סיכון לבריאות של אנשים.

עם זאת, חלקיקי אלפא הם מסוכנים מאוד לבריאות אם הם ingested או בשאיפה..

הסיבה לכך היא, כי למרות שיש להם כוח חדירה קטן, ההשפעה שלהם היא גדולה מאוד, שכן הם החלקיקים האטומיים הכבד הנפלט על ידי מקור רדיואקטיבי.

יישומים

אלפא חלקיקים יש יישומים שונים. כמה מן החשובים ביותר הם כדלקמן:

- טיפול בסרטן.

- חיסול חשמל סטטי ביישומים תעשייתיים.

- השתמש גלאי עשן.

- מקור דלק ללוויינים ולחללית.

- מקור כוח לקוצב לב.

- מקור מתח עבור תחנות חיישן מרוחקות.

- מקור אנרגיה למכשירים סייסמיים ואוקיאנוגרפיים.

כפי שניתן לראות, שימוש נפוץ מאוד של חלקיקי אלפא הוא כמקור אנרגיה ליישומים שונים.

בנוסף, כיום אחד היישומים העיקריים של חלקיקי אלפא הוא כמו קליעים במחקר הגרעיני.

ראשית, חלקיקי אלפא מיוצרים על ידי יינון (כלומר, הפרדת אלקטרונים מאטומי הליום). מאוחר יותר אלה הם חלקיקי אלפא מואצת באנרגיות גבוהות.

הפניות

1. חלקיק אלפא (n.d). בוויקיפדיה. מאוחסן ב- 17 באפריל 2018, מ- en.wikipedia.org.
2. אלפא ריקבון (n.d). בוויקיפדיה. מאוחסן ב- 17 באפריל 2018, מ- en.wikipedia.org.
3. אייזברג, רוברט רזניק, רוברט (1994). פיזיקה קוונטית: אטומים, מולקולות, מוצקים, גרעינים וחלקיקים. מקסיקו ד. פ: לימוסה.
4. טיפלר, פול; Llewellyn, Ralph (2002). פיסיקה מודרנית(מהדורה 4). וו פרימן.
5. Krane, Kenneth S. (1988). פיסיקה גרעינית מבוא. ג 'ון ויילי ובניו.
6. אייזברג, רוברט רזניק, רוברט (1994). פיזיקה קוונטית: אטומים, מולקולות, מוצקים, גרעינים וחלקיקים. מקסיקו ד. פ: לימוסה.