Jonizująca moc naturalnych emisji promieniotwórczych

Istnieją trzy naturalne emisje radioaktywne:

• Emisja alfa (α): Cząstki składające się z dwóch protonów i dwóch neutronów, zupełnie jak jądro atomu helu. Mają ładunek elektryczny równy +2 i masę równą 4u;
• Emisja beta (β): Cząstki utworzone przez elektron. Mają ładunek elektryczny równy -1, a ich masę uważa się za znikomą;
• Emisja gamma (γ): Jest to promieniowanie elektromagnetyczne podobne do promieniowania rentgenowskiego. Nie ma ładunku elektrycznego ani masy.

Emisje te mają energię i dlatego, gdy są emitowane przez jądra atomów promieniotwórczych (jądra niestabilne), docierają do cząsteczki gazu, takie jak te obecne w powietrzu i zdolne do jonizacji tych gazów, to znaczy odrywają ich elektrony i tworzą jony.

Jony to atomy pierwiastków, które tracą lub zyskują elektrony i stają się naładowane elektrycznie. Jeśli atom traci jeden lub więcej elektronów, nabiera ładunku dodatniego i jest nazywany kationem. Z drugiej strony, jeśli zyskuje jeden lub więcej elektronów, przyjmuje ładunek ujemny i nazywa się anionem.

Na przykład po wydaleniu z jądra atomowego cząsteczka alfa (₂⁴α) zderza się z cząsteczkami gazowego tlenu (O₂) i wychwytuje dwa elektrony, zamieniając się w atom helu. Od czasu O₂ stracił dwa, zjonizował się, generując jon O₂⁺².

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

₂⁴α+O₂ → ₂⁴On+O₂⁺²

Ponieważ cząstka alfa ma największą masę w porównaniu z innymi emisjami radioaktywnymi, jej moc jonizacji wynosi większy, to znaczy łatwiej wydobywa elektrony z gazów i tworzy większą liczbę jonów na cm³ na swojej trajektorii niż inne emisje.

Moc jonizująca cząstek beta jest średnia, ponieważ ich ładunek elektryczny jest mniejszy niż ładunek cząstek alfa.

Z drugiej strony promieniowanie gamma ma najniższą moc jonizacji spośród trzech, ponieważ ta pojemność zależy prawie wyłącznie od ładunku elektrycznego i nie ma ładunku, więc praktycznie się nie tworzy jony.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Jonizująca moc naturalnych emisji promieniotwórczych”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/poder-ionizacao-das-emissoes-radioativas-naturais.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.