انبعاث ألفا (α). انبعاث جسيمات ألفا

الانبعاثات المشعة الرئيسية هي alpha (α) و beta () و gamma (). في هذا المقال سنتحدث عن أول هذه الإشعاعات الثلاثة ، وكيف تم اكتشافها ، وما هي مكوناتها ، كيف تؤثر إشعاعاتها على بنية المادة ، وما هي قوة اختراقها وما هي الأضرار التي تسببها للكائن بشري.

• اكتشاف:

في عام 1900 ، بشكل مستقل وفي نفس الوقت تقريبًا ، عالم الفيزياء النيوزيلندي إرنست رذرفورد (1871-1937) تمكن الكيميائي الفرنسي بيير كوري (1859-1906) من تحديد ألفا و بيتا.

أجرى رذرفورد تجربة شهيرة حيث أنشأ فيها جهازًا مشابهًا لما هو موضح في الرسم التوضيحي أدناه:

وضع عينة من عنصر مشع في كتلة الرصاص ذات الفتحة. نظرًا لأن الرصاص يمنع الانبعاثات المشعة ، فلن ينتشر عبر البيئة ، ولكن سيتم توجيهه للخروج نحو الفتحة الوحيدة في المقدمة. تم وضع هذا الجهاز داخل وعاء خاضع للفراغ. تم تركيب لوحين كهربائيين بشحنات معاكسة على هذا الجهاز - أي تم تطبيق جهد كهربائي. على الحائط المقابل للكتلة الرصاصية ، تم وضع لوحة فوتوغرافية أو شاشة بها كبريتيد الزنك ، وهي مادة فلورية تسجل الانبعاثات المشعة.

كان أحد العوامل التي لوحظت في هذه التجربة هو أن مسار إشعاع ألفا قد تم تحويله إلى القطب السالب للوحة. وكما هو معلوم ، فإن التهم المعاكسة تجتذب ، نتيجة لذلك ، خلص إلى ذلك

إشعاعات ألفا هي في الواقع جسيمات موجبة.

• دستور:

بمرور الوقت ، تم اكتشاف أن هذه الجسيمات الإيجابية هي في الواقعيتكون من بروتونين ونيوترونين (⁴₂α²⁺)، أي يساوي نواة الهليوم (⁴₂هو). بالإضافة إلى ذلك ، فهي عبارة عن جسيمات ثقيلة ، ذات كتلة عالية ، حيث ينحرف عنها المجال الكهرومغناطيسي.

• عواقب انبعاث جسيمات ألفا على بنية الذرة:

كما نعلم ، فإن انبعاث الإشعاع هو عملية تحدث من النواة - ومن هنا جاء مصطلح التفاعلات النووية. لذلك ، فإنه ينطوي على تغيير في الشحنة النووية (موجبة) ، مما يسبب تغيرات في المادة.

في حالة انبعاث جسيم ألفا (⁴₂α²⁺) ، العدد الذري (عدد البروتونات) للذرة ينقص وحدتين (لأنها فقدت بروتونين) وعدد كتلتها (عدد البروتونات والنيوترونات في النواة) يتناقص أربع وحدات.

شاهد كيف يحدث هذا في انبعاث جسيم ألفا من ذرة عنصر عام (_ض^الX):

_ض^الX → ⁴₂α²⁺ + _Z-2^{أ -4}X

مثال:

₉₂²³⁸ش → ⁴₂α²⁺ + ₉₀²³⁴العاشر

يتمتع إشعاع ألفا أيضًا بقدرة عالية على التأين ، حيث يمكنه التقاط إلكترونين وتصبح ذرة هيليوم:

⁴₂α²⁺ + 2 و^- → ⁴₂هو

• قوة الاختراق:

سرعة جسيمات ألفا منخفضة ، مبدئيًا تتراوح من 3000 كم / ث حتى 30000 كم / ث. متوسط ​​سرعته حوالي 20000 كم / ث ، أي 5٪ من سرعة الضوء. نظرًا لأن إشعاع ألفا بطيء ، فإنه يحتوي على قوة اختراق منخفضة للغاية ، لا تخترق حتى ورقة أو ملابس أو جلد.

انظر الشكل أدناه لمقارنة قوة اختراقه مع انبعاثات بيتا وغاما الأخرى:

• الضرر الذي يلحق بالبشر:

بسبب قوتها المنخفضة على الاختراق ، فإن الضرر الذي تسببه جسيمات ألفا للإنسان هو صغير. عندما تؤثر على أجسامنا ، فإنها تتراجع عن طريق طبقة خلايا الجلد الميتة ، ويمكن أن تسبب حروقًا على الأكثر.

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء