De belangrijkste radioactieve emissies zijn alfa (α), bèta (β) en gamma (γ). In dit artikel zullen we het hebben over de eerste van deze drie stralingen, hoe het werd ontdekt, waaruit het bestaat, hoe zijn straling de structuur van materie beïnvloedt, wat is het penetratievermogen en welke schade veroorzaakt het aan het wezen? mens.
- Ontdekking:
In 1900, onafhankelijk en bijna tegelijkertijd, de Nieuw-Zeelandse natuurkundige Ernest Rutherford (1871-1937) en de De Franse chemicus Pierre Curie (1859-1906) was in staat om experimenteel alfa- en bèta.
Rutherford voerde een beroemd experiment uit waarin hij een apparaat opstelde dat lijkt op het apparaat dat in de onderstaande afbeelding wordt getoond:
Hij plaatste een monster van een radioactief element in een loden blok met een opening. Omdat lood radioactieve emissies blokkeert, zouden ze zich niet door de omgeving verspreiden, maar zouden ze naar de enige opening in de leiding worden gestuurd. Dit apparaat werd in een aan vacuüm onderworpen container geplaatst. Twee platen die met tegengestelde ladingen waren geëlektrificeerd, werden op dit apparaat gemonteerd - dat wil zeggen, er werd een elektrisch potentiaal aangelegd. Op de muur tegenover het loden blok werd een fotografische plaat of een scherm met zinksulfide geplaatst, een fluorescerend materiaal dat de radioactieve emissies zou registreren.
Een van de factoren die bij dit experiment werden waargenomen, was dat het pad van alfastraling werd omgeleid naar de negatieve pool van de plaat. Zoals bekend, trekken tegengestelde ladingen elkaar aan, daarom werd geconcludeerd dat: alfastraling zijn eigenlijk positieve deeltjes.
- Grondwet:
Na verloop van tijd werd ontdekt dat deze positieve deeltjes eigenlijkgevormd door twee protonen en twee neutronen (42α2+), dat wil zeggen, gelijk aan een heliumkern (42Hij). Bovendien zijn het zware deeltjes, met een hoge massa, omdat ze werden afgebogen door het elektromagnetische veld.
- Gevolgen van emissie van alfadeeltjes voor de structuur van het atoom:
Zoals we weten, is de emissie van straling een proces dat plaatsvindt vanuit de kern - vandaar de term kernreacties. Daarom gaat het om een verandering in nucleaire lading (positief), waardoor veranderingen in de stof ontstaan.
Bij emissie van een alfadeeltje (42α2+), neemt het atoomnummer (aantal protonen) van het atoom met twee eenheden af (omdat het twee protonen heeft verloren) en het massagetal (aantal protonen en neutronen in de kern) neemt met vier eenheden af.
Kijk hoe dit gebeurt bij de emissie van een alfadeeltje uit een atoom van een generiek element (ZDEX):
ZDEX → 42α2+ + Z-2A-4X
Voorbeeld:
92238U → 42α2+ + 90234dit
Alfastraling heeft ook een hoog ioniserend vermogen en kan twee elektronen vangen en een heliumatoom worden:
42α2+ + 2 en- → 42hij
- Penetratievermogen:
De snelheid van alfadeeltjes is laag, aanvankelijk 3000 km/s tot 30 000 km/s. De gemiddelde snelheid is ongeveer 20 000 km/s, dat is 5% van de lichtsnelheid. Omdat alfastraling langzaam is, heeft het een zeer lage penetratiekracht, dringt zelfs niet door in een vel papier, kleding of huid.
Zie onderstaande figuur voor een vergelijking van het penetratievermogen met andere bèta- en gamma-emissies:
- Schade aan mensen:
Vanwege hun lage penetratievermogen is de schade die alfadeeltjes bij mensen aanrichten: klein. Wanneer ze ons lichaam aantasten, worden ze tegengehouden door de laag dode huidcellen en kunnen ze hoogstens brandwonden veroorzaken.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde