Alfaemissioon (α). alfaosakeste emissioon

Peamised radioaktiivsed heitkogused on alfa (α), beeta (β) ja gamma (γ). Selles artiklis räägime esimesest neist kolmest kiirgusest, kuidas see avastati, millest see koosneb, kuidas tema kiirgus mõjutab aine struktuuri, milline on selle läbitungimisjõud ja millist kahju see olendile põhjustab inimlik.

• Avastus:

1900. aastal iseseisvalt ja peaaegu samal ajal olid Uus-Meremaa füüsik Ernest Rutherford (1871–1937) ja Prantsuse keemik Pierre Curie (1859-1906) suutis eksperimentaalselt tuvastada alfa ja beeta.

Rutherford viis läbi kuulsa katse, kus ta seadis üles aparaadi, mis sarnaneb alloleval joonisel näidatuga:

Ta asetas radioaktiivse elemendi proovi avaga pliiplokki. Kuna plii blokeerib radioaktiivseid heitmeid, ei leviks need läbi keskkonna, vaid suunataks väljuma plii ainsa ava poole. See seade asetati vaakumisse mahutisse. Sellele seadmele paigaldati kaks vastupidise laenguga elektrifitseeritud plaati - see tähendab, et rakendati elektrilist potentsiaali. Pliiploki vastas olevale seinale pandi fotoplaat või ekraan tsingisulfiidiga, fluorestsentsmaterjaliga, mis registreeriks radioaktiivseid heitmeid.

Üks selle katse käigus täheldatud teguritest oli see, et alfa-kiirguse tee suunati plaadi negatiivsele poolusele. Nagu teada, tõmbavad vastupidised laengud järelikult järelduse, et alfa-kiirgused on tegelikult positiivsed osakesed.

• Põhiseadus:

Aja jooksul avastati, et need positiivsed osakesed tegelikult ka onmoodustunud kahest prootonist ja kahest neutronist (⁴₂α²⁺)ehk võrdub heeliumituumaga (⁴₂Ta). Lisaks on need rasked osakesed, suure massiga, kuna need olid elektromagnetvälja poolt kõrvale suunatud.

Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)

• Alfaosakeste emissiooni tagajärjed aatomi struktuurile:

Nagu me teame, on kiirgusemissioon protsess, mis toimub tuumast - sellest ka termin tuumareaktsioonid. Seetõttu hõlmab see tuumalaengu muutust (positiivne), põhjustades muutusi aines.

Alfaosakeste emissiooni korral (⁴₂α²⁺), väheneb aatomi aatomi arv (prootonite arv) kaks ühikut (kuna see kaotas kaks prootonit) ja selle mass (prootonite ja neutronite arv tuumas) neli ühikut.

Vaadake, kuidas see toimub alfaosakese emissioonis geneerilise elemendi aatomist (_Z^THEX):

_Z^THEX → ⁴₂α²⁺ + _Z-2^A-4X

Näide:

₉₂²³⁸U → ⁴₂α²⁺ + ₉₀²³⁴Th

Alfa-kiirgusel on ka kõrge ioniseeriv jõud, see on võimeline püüdma kahte elektroni ja muutuma heeliumi aatomiks:

⁴₂α²⁺ + 2 ja^- → ⁴₂ta

• Tungimisjõud:

Alfaosakeste kiirus on madal, algselt 3000 km / s kuni 30 000 km / s. Selle keskmine kiirus on umbes 20 000 km / s, mis on 5% valguse kiirusest. Kuna alfakiirgus on aeglane, on sellel a väga väike läbitungimisvõime, ei tungi isegi paberilehte, riideid ega nahka.

Selle sissetungimisvõime võrdlemiseks teiste beeta- ja gammaheitmetega vaadake allolevat joonist:

• Inimeste kahjustused:

Oma madala läbitungimisvõime tõttu on alfaosakeste tekitatud kahju inimestele väike. Kui need mõjutavad meie keha, hoiab neid surnud naharakkude kiht tagasi ja võivad kõige rohkem põhjustada põletusi.

Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia

Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Alfa (α) heide"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/emissao-alfa.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.