Mitä ovat alfasäteet? Miten ne tuotetaan?
Alfa ”säteet” ovat itse asiassa suurnopeushiukkasia. Varhaisilla tutkijoilla oli tapana viitata mihin tahansa energisen säteilyn muotoon säteinä, ja termiä käytetään edelleen. Alfahiukkanen koostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista, joita kaikkia pitää koossa sama vahva ydinvoima, joka sitoo minkä tahansa atomin ytimen., Itse asiassa, alfa-hiukkanen on todella ydin – se on sama kuin ytimen yhteinen atom helium – mutta sillä ei ole mitään elektronit ympärillä, ja se kulkee hyvin nopeasti. Alfahiukkaset ovat eräänlainen ionisoiva säteily.
alfahiukkasten tuotantoa kuvaamaan on määriteltävä radioaktiivinen hajoaminen. Tätä prosessia voidaan ajatella seuraavasti. Tietyt neutronien ja protonien yhdistelmät tumassa ovat stabiileja. Esimerkiksi stabiilissa vismuttiatomissa on 83 protonia ja 126 neutronia. Tätä kutsutaan vismutiksi-209 (126 + 83 = 209). Se on aina vismutti-209*., Mutta jos tähän atomiin lisättäisiin vielä yksi neutroni ja tehtäisiin siitä vismutti-210, se olisi nyt epävakaa eli radioaktiivinen. Atomi muuttuu lopulta spontaanisti tai” rappeutuu ” muuttuakseen vakaammaksi. On vain tiettyjä tapoja, joilla se voi tehdä tämän. Yksi tapa on lähettää alfahiukkanen. Tässä siirtymävaiheessa se sylkee itsestään palan (alfahiukkasen) ja muuttuu vakaammaksi. Alfahiukkanen on ”alfahajoamisen” aikana irtoava säteily. Koska se menetti kaksi protonia ja kaksi neutronia, vanha vismutti atom on nyt atomin tallium-206., Tallium on vakaampi, mutta myös radioaktiivinen. Se hajoaa uudelleen, (mutta ei alfa-hajoaminen), tällä kertaa tulossa täysin vakaa atomi johtaa. Vain suhteellisen ”raskaat” atomit – kuten vismutti – voivat käydä läpi alfahajoamisen. Kevyemmät radioaktiiviset alkuaineet käyvät läpi muuntyyppisiä siirtymiä muuttuakseen vakaiksi. Näitä radioaktiivisia aineita on maapallolla luonnostaan paljon, ja näin nämä säteilyt havaittiin.
toinen tapa tuottaa alfahiukkasia on ”pakottaa” atomi emittoimaan yhtä. Tämä tapahtuu hyödyntämällä tiettyjä ominaisuuksia eri atomien., Tässä esimerkki. Jos otamme joitakin säännöllisiä atomien boori-10 (viisi protonit, viisi neutronia), ja paljastaa tämän boori alan hitaita neutroneja, jotkut boori-atomit imevät neutroni. Kun näin tapahtuu, lopputulos ei ole sellainen kuin voisi odottaa. Boori-10 ei muutu vain vakaaksi boori-11: ksi. Todennäköinen mahdollisuus on, että ”innostunut” booriatomi päästää alfahiukkasen, jolloin siitä tulee prosessissa stabiili litium. On muitakin atomeja, jotka käyttäytyvät tällä tavalla.
vaikka alfasäteily kulkee hyvin nopeasti, sen voi helposti tukkia tai suojata., Alfahiukkasilla on sähkövaraus protonien takia. Kun ne liikkuvat aineen läpi, ne ovat jatkuvasti vuorovaikutuksessa muiden varattujen hiukkasten, kuten elektronien, kanssa. Tämä prosessi siirtää liikkeen (energia), alfa-hiukkanen elektroneja, todella koputtaa elektronit ilmainen prosessissa. Tätä kutsutaan ionisaatioksi. Nämä vuorovaikutukset saavat alfahiukkasen menettämään energiansa ja lepäämään. Kuvittele, että biljardipallo kulkee pitkin biljardipöytää, törmää muihin biljardipalloihin ja lopulta pysähtyy., Alfahiukkasten kanssa tämä tapahtuu hyvin lyhyellä etäisyydellä, jopa ilmassa. Alfahiukkaset irtoavat energiastaan vain parin sentin matkalla ilmassa. Kun alfahiukkanen pysäytetään, se nappaa kaksi ensimmäistä vapaata elektronia, jotka se voi löytää, ja siitä tulee tavallinen vanha heliumatomi.
alfasäteily ei ole vaarallista, jos lähde on kehon ulkopuolinen. Alfahiukkaset eivät läpäise elimistöä tarpeeksi syvälle päästäkseen elävään kudokseen. Jos alfasäteilyn lähde on elimistön sisäinen, aiemmin mainitsemamme ionisaatio voi vaurioittaa elävää kudosta., Alfasäteilyä aiheuttavien aineiden käsittelyn turvallisuuskäytännöt keskittyvät siis aineen hengittämisen tai nielemisen estämiseen.
valtava listaus tietoa säteilystä, Katso Säteilytietoverkosto.
Kirjoittaja:
Keith Welch, Radialogical Ohjaa Ryhmää (Muita vastauksia Keith Welch)
Lainaus ja yhdistää tietoa,
jos sinulla on kysyttävää tämän sivun, ota yhteyttä Steve Gagnon.