Alpha-Emission (α). Alphateilchen-Emission

Die wichtigsten radioaktiven Emissionen sind Alpha (α), Beta (β) und Gamma (γ). In diesem Artikel werden wir über die erste dieser drei Strahlungen sprechen, wie sie entdeckt wurde, woraus sie besteht, wie ihre Strahlung die Struktur der Materie beeinflusst, welche Durchdringungskraft sie hat und welchen Schaden sie dem Wesen zufügt Mensch.

• Entdeckung:

Im Jahr 1900 unabhängig und fast gleichzeitig der neuseeländische Physiker Ernest Rutherford (1871-1937) und der Der französische Chemiker Pierre Curie (1859-1906) konnte experimentell Alpha und Beta.

Rutherford führte ein berühmtes Experiment durch, bei dem er eine Apparatur ähnlich der in der folgenden Abbildung gezeigten aufstellte:

Er platzierte eine Probe eines radioaktiven Elements in einem Bleiblock mit einer Öffnung. Da Blei radioaktive Emissionen blockiert, würden sie sich nicht in der Umgebung ausbreiten, sondern würden zur einzigen Öffnung im Blei geleitet. Diese Vorrichtung wurde in einen Behälter eingebracht, der einem Vakuum ausgesetzt war. An diesem Gerät wurden zwei gegensätzlich elektrifizierte Platten angebracht – das heißt, es wurde ein elektrisches Potenzial angelegt. An der dem Bleiblock gegenüberliegenden Wand wurde eine Fotoplatte oder ein Bildschirm mit Zinksulfid, einem fluoreszierenden Material, das die radioaktiven Emissionen aufzeichnete, angebracht.

Einer der bei diesem Experiment beobachteten Faktoren war, dass der Weg der Alphastrahlung zum negativen Pol der Platte umgeleitet wurde. Da sich bekanntlich entgegengesetzte Ladungen anziehen, wurde daraus geschlossen, dass Alphastrahlungen sind eigentlich positive Teilchen.

• Verfassung:

Im Laufe der Zeit wurde entdeckt, dass diese positiven Partikel tatsächlichgebildet aus zwei Protonen und zwei Neutronen (⁴₂α²⁺), also gleich einem Heliumkern (⁴₂Er). Außerdem sind sie schwere Teilchen mit hoher Masse, da sie durch das elektromagnetische Feld abgelenkt wurden.

• Folgen der Alphateilchen-Emission für die Struktur des Atoms:

Wie wir wissen, ist die Emission von Strahlung ein Vorgang, der vom Kern aus abläuft – daher der Begriff Kernreaktionen. Daher kommt es zu einer Änderung der Kernladung (positiv), was zu Veränderungen der Substanz führt.

Bei Emission eines Alphateilchens (⁴₂α²⁺), verringert sich die Ordnungszahl (Anzahl der Protonen) des Atoms um zwei Einheiten (weil es zwei Protonen verloren hat) und seine Massenzahl (Anzahl der Protonen und Neutronen im Kern) verringert sich um vier Einheiten.

Sehen Sie, wie dies bei der Emission eines Alphateilchens von einem Atom eines generischen Elements geschieht (_Z^DASX):

_Z^DASX → ⁴₂α²⁺ + _Z-2^A-4X

Beispiel:

₉₂²³⁸U → ⁴₂α²⁺ + ₉₀²³⁴Das

Alphastrahlung hat auch eine hohe ionisierende Kraft, da sie zwei Elektronen einfangen und zu einem Heliumatom werden kann:

⁴₂α²⁺ + 2 und^- → ⁴₂er

• Durchschlagskraft:

Die Geschwindigkeit der Alphateilchen ist gering und beträgt zunächst 3000 km/s bis 30 000 km/s. Seine Durchschnittsgeschwindigkeit beträgt etwa 20 000 km/s, was 5 % der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Da Alphastrahlung langsam ist, hat sie a sehr geringe Durchschlagskraft, durchdringt nicht einmal ein Blatt Papier, Kleidung oder Haut.

Siehe die Abbildung unten für einen Vergleich seiner Durchdringungsleistung mit anderen Beta- und Gamma-Emissionen:

• Schädigung des Menschen:

Aufgrund ihrer geringen Durchschlagskraft ist der Schaden, den Alphateilchen beim Menschen verursachen, klein. Wenn sie unseren Körper betreffen, werden sie von der Schicht abgestorbener Hautzellen zurückgehalten und können allenfalls Verbrennungen verursachen.

Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie