Hlavné rádioaktívne emisie sú alfa (α), beta (β) a gama (γ). V tomto článku si povieme o prvom z týchto troch žiarení, o tom, ako bolo objavené, z čoho pozostáva, ako jeho žiarenie ovplyvňuje štruktúru hmoty, akú má penetračnú silu a aké škody spôsobuje bytosti človek.
- Objav:
V roku 1900, nezávisle a takmer v rovnakom čase, novozélandský fyzik Ernest Rutherford (1871-1937) a Francúzsky chemik Pierre Curie (1859-1906) dokázal experimentálne identifikovať alfa a beta.
Rutherford uskutočnil slávny experiment, pri ktorom zostavil prístroj podobný tomu, ktorý je zobrazený na ilustrácii nižšie:
Umiestnil vzorku rádioaktívneho prvku do oloveného bloku s otvorom. Pretože olovo blokuje rádioaktívne emisie, nešírili by sa prostredím, ale smerovalo by ich k východu smerom k jedinému otvoru v elektróde. Toto zariadenie bolo umiestnené vo vnútri nádoby vystavenej vákuu. Na toto zariadenie boli namontované dve platne elektrifikované s opačnými nábojmi - to znamená, že bol aplikovaný elektrický potenciál. Na stenu oproti bloku elektródy bola umiestnená fotografická doska alebo clona so sulfidom zinočnatým, fluorescenčný materiál, ktorý zaznamenával rádioaktívne emisie.
Jedným z faktorov pozorovaných v tomto experimente bolo, že cesta alfa žiarenia bola odklonená k zápornému pólu platne. Ako je známe, opačné poplatky priťahujú, takže sa dospelo k záveru, že alfa žiarenie sú v skutočnosti pozitívne častice.
- Ústava:
Postupom času sa zistilo, že tieto pozitívne častice skutočne sútvorený dvoma protónmi a dvoma neutrónmi (42α2+), tj. rovná sa jadru hélia (42On). Okrem toho sú to ťažké častice s vysokou hmotnosťou, pretože boli vychýlené elektromagnetickým poľom.
- Dôsledky emisie alfa častíc na štruktúru atómu:
Ako vieme, emisia žiarenia je proces, ktorý prebieha z jadra - odtiaľ pochádza termín nukleárne reakcie. Zahŕňa preto zmenu v jadrovom náboji (pozitívnu), ktorá spôsobuje zmeny v látke.
V prípade emisie alfa častice (42α2+), atómové číslo (počet protónov) atómu klesá o dve jednotky (pretože stratil dva protóny) a jeho hmotnostné číslo (počet protónov a neutrónov v jadre) klesá o štyri jednotky.
Zistite, ako k tomu dochádza pri emisii alfa častice z atómu generického prvku (ZTHEX):
ZTHEX → 42α2+ + Z-2A-4X
Príklad:
92238U → 42α2+ + 90234Th
Alfa žiarenie má tiež vysokú ionizačnú silu, ktorá je schopná zachytiť dva elektróny a stať sa atómom hélia:
42α2+ + 2 a- → 42on
- Penetračná sila:
Rýchlosť alfa častíc je nízka, spočiatku bola 3 000 km / s až 30 000 km / s. Jeho priemerná rýchlosť je približne 20 000 km / s, čo je 5% rýchlosti svetla. Pretože alfa žiarenie je pomalé, má a veľmi nízka penetračná sila, ktorá neprenikne ani po hárku papiera, oblečenia alebo pokožky.
Na nasledujúcom obrázku je porovnanie jeho penetračnej sily s inými beta a gama emisiami:
- Poškodenie ľudí:
Kvôli ich nízkej penetračnej sile sú škody, ktoré spôsobujú alfa častice ľuďom malý. Keď pôsobia na naše telo, zadržuje ich vrstva odumretých kožných buniek a môžu spôsobiť nanajvýš popáleniny.
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
