Tärkeimmät radioaktiiviset päästöt ovat alfa (α), beeta (β) ja gamma (γ). Tässä artikkelissa puhumme ensimmäisestä näistä kolmesta säteilystä, miten se löydettiin, mistä se koostuu, miten sen säteily vaikuttaa aineen rakenteeseen, mikä on sen tunkeutumisvoima ja mitä vahinkoa se aiheuttaa olennolle ihmisen.
- Löytö:
Vuonna 1900 itsenäisesti ja melkein samaan aikaan Uuden-Seelannin fyysikko Ernest Rutherford (1871–1937) ja Ranskalainen kemisti Pierre Curie (1859-1906) pystyi tunnistamaan kokeellisesti alfa- ja beeta.
Rutherford suoritti kuuluisan kokeen, jossa hän perusti laitteen, joka on samanlainen kuin alla olevassa kuvassa:
Hän sijoitti näytteen radioaktiivisesta elementistä lyijylohkoon aukon kanssa. Koska lyijy estää radioaktiiviset päästöt, ne eivät leviäisi ympäristön läpi, vaan ne suunnattaisiin poistumaan kohti lyijyn ainoaa aukkoa. Tämä laite sijoitettiin tyhjiöaltistetun astian sisään. Tähän laitteeseen asennettiin kaksi levyä, jotka oli sähköistetty vastakkaisin varauksin - toisin sanoen käytettiin sähköpotentiaalia. Lyijylohkon vastakkaiselle seinälle sijoitettiin valokuvalevy tai seula, jossa oli sinkkisulfidia, fluoresoivaa materiaalia, joka kirjaisi radioaktiiviset päästöt.
Yksi tässä kokeessa havaituista tekijöistä oli, että alfa-säteilyn polku ohjautui levyn negatiiviseen napaan. Kuten tiedetään, päinvastaiset maksut houkuttelevat, minkä vuoksi pääteltiin, että alfasäteilyt ovat itse asiassa positiivisia hiukkasia.
- Perustuslaki:
Ajan myötä havaittiin, että nämä positiiviset hiukkaset todella ovatmuodostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista (42α2+)eli yhtä suuri kuin heliumydin (42Hän). Lisäksi ne ovat raskaita hiukkasia, joilla on suuri massa, koska sähkömagneettinen kenttä ohjasi ne.
- Alfa-hiukkaspäästöjen seuraukset atomin rakenteelle:
Kuten tiedämme, säteilypäästöt ovat prosessi, joka tapahtuu ytimestä - tästä syystä termi ydinreaktiot. Siksi siihen liittyy muutos ydinvarauksessa (positiivinen) aiheuttaen muutoksia aineessa.
Alfa-hiukkaspäästöjen (42α2+), atomin atomiluku (protonien lukumäärä) pienenee kaksi yksikköä (koska se menetti kaksi protonia) ja sen massaluku (protonien ja neutronien lukumäärä ytimessä) pienenee neljä yksikköä.
Katso, miten tämä tapahtuu alfa-hiukkaspäästöissä geneerisen elementin atomista (ZTHEX):
ZTHEX → 42α2+ + Z-2A-4X
Esimerkki:
92238U → 42α2+ + 90234Th
Alfa-säteilyllä on myös suuri ionisoiva voima, joka pystyy sieppaamaan kaksi elektronia ja tulemaan heliumatomiksi:
42α2+ + 2 ja- → 42hän
- Tunkeutumisvoima:
Alfa-hiukkasten nopeus on pieni, aluksi 3000 km / s - 30 000 km / s. Sen keskinopeus on noin 20 000 km / s, mikä on 5% valon nopeudesta. Koska alfasäteily on hidasta, sillä on erittäin pieni tunkeutumisteho, ei tunkeutumatta edes paperiarkkiin, vaatteisiin tai ihoon.
Katso alla olevasta kuvasta vertailua sen tunkeutumisvoimasta muihin beeta- ja gammapäästöihin:
- Vahinko ihmisille:
Alhaisen tunkeutumisvoimansa takia alfahiukkasten ihmisille aiheuttamat vahingot ovat pieni. Kun ne vaikuttavat kehoomme, kuolleiden ihosolujen kerros pidättää ne ja voivat korkeintaan aiheuttaa palovammoja.
Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
