Was sind alpha-Strahlen? Wie werden Sie produziert?
Alpha „Strahlen“ sind eigentlich Hochgeschwindigkeitspartikel. Frühe Forscher neigten dazu, jede Form von energetischer Strahlung als Strahlen zu bezeichnen, und der Begriff wird immer noch verwendet. Ein Alphateilchen besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen, die alle durch die gleiche starke Kernkraft zusammengehalten werden, die den Kern eines Atoms bindet., In der Tat ist ein Alpha-Teilchen wirklich ein Kern – es ist der gleiche wie der Kern eines gemeinsamen Atoms von Helium-aber es hat keine Elektronen um ihn herum, und es ist sehr schnell unterwegs. Alphateilchen sind eine Art ionisierende Strahlung.
Um die Produktion von Alphateilchen zu beschreiben, müssen wir den radioaktiven Zerfall definieren. Dieser Prozess kann wie folgt gedacht werden. Bestimmte Kombinationen von Neutronen und Protonen in einem Kern sind stabil. Zum Beispiel gibt es in einem stabilen Wismutatom 83 Protonen und 126 Neutronen. Dies wird Wismut genannt-209 (126 + 83 = 209). Es wird immer Wismut-209*sein., Aber wenn wir diesem Atom noch ein Neutron hinzufügen und es zu Wismut-210 machen würden, wäre es jetzt instabil oder radioaktiv. Das Atom wird sich schließlich spontan verändern oder“ zerfallen“, um stabiler zu werden. Es gibt nur bestimmte Möglichkeiten, dies zu tun. Eine Möglichkeit besteht darin, ein Alphateilchen zu emittieren. In diesem Übergang spuckt es ein Stück von sich selbst (das Alphateilchen) aus und wird stabiler. Das Alphateilchen ist die Strahlung, die während des Prozesses des „Alpha-Zerfalls“abgegeben wird. Da es zwei Protonen und zwei Neutronen verloren hat, ist das alte Wismutatom jetzt ein Atom von Thallium-206., Jetzt ist dieses Thallium stabiler, aber auch radioaktiv. Es wird wieder zerfallen (aber nicht durch Alpha-Zerfall), diesmal zu einem völlig stabilen Bleiatom. Nur relativ „schwere“ Atome – wie Wismut-können den Alpha-Zerfall durchlaufen. Leichtere radioaktive Elemente durchlaufen andere Arten von Übergängen, um stabil zu werden. Es gibt viele dieser radioaktiven Materialien natürlich auf der Erde, das ist, wie diese Strahlungen entdeckt wurden.
Eine andere Möglichkeit, Alphateilchen zu erzeugen, besteht darin, ein Atom zu“ zwingen“, eines zu emittieren. Dies geschieht unter Ausnutzung bestimmter Eigenschaften verschiedener Atome., Hier ist ein Beispiel. Wenn wir einige reguläre Atome von Bor-10 (fünf Protonen, fünf Neutronen) nehmen und dieses Bor einem Feld langsam bewegter Neutronen aussetzen, absorbieren einige der Boratome ein Neutron. Wenn dies geschieht, ist das Ergebnis nicht das, was Sie erwarten würden. Das Bor-10 wird nicht nur stabil Bor-11. Eine wahrscheinliche Möglichkeit ist, dass das „angeregte“ Boratom ein Alphateilchen emittiert und dabei stabiles Lithium wird. Es gibt andere Atome, die sich auf diese Weise verhalten.
Obwohl die Alpha-Strahlung sehr schnell wandert, kann sie leicht blockiert oder abgeschirmt werden., Alphateilchen haben aufgrund der Protonen eine elektrische Ladung. Während sie sich durch Materie bewegen, interagieren sie ständig mit anderen geladenen Teilchen wie Elektronen. Dieser Prozess überträgt die Bewegung (Energie) des Alphateilchens auf die Elektronen und stößt dabei die Elektronen tatsächlich frei. Dies wird als Ionisation bezeichnet. Diese Wechselwirkungen führen dazu, dass das Alphateilchen seine Energie verliert und zur Ruhe kommt. Stellen Sie sich einen Spielball vor, während er auf einem Billardtisch entlang reist, auf andere Billardkugeln stößt und schließlich anhält., Bei Alphateilchen geschieht dies in sehr kurzer Entfernung, auch in der Luft. Alphateilchen verlieren ihre gesamte Energie in nur wenigen Zentimetern Luftweg. Sobald ein Alphateilchen gestoppt ist, ergreift es die ersten beiden freien Elektronen, die es finden kann, und wird zu einem einfachen alten Heliumatom.
Alpha-Strahlung ist nicht gefährlich, wenn die Quelle außerhalb des Körpers liegt. Alphateilchen dringen nicht tief genug in den Körper ein, um lebendes Gewebe zu erreichen. Wenn die Quelle der Alpha-Strahlung im Inneren des Körpers liegt, kann die zuvor erwähnte Ionisation lebendes Gewebe schädigen., Daher konzentrieren sich die Sicherheitspraktiken für den Umgang mit alpha-emittierenden Materialien darauf, das Einatmen oder Verschlucken des Materials zu verhindern.
Eine umfangreiche Auflistung von Informationen über Strahlung finden Sie im Radiation Information Network.
Autor:
Keith Welch, Radialogical Gruppe Steuerelemente (Andere Antworten von Keith Welch)
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