Cosa sono i raggi alfa? Come vengono prodotti?
I “raggi” alfa sono in realtà particelle ad alta velocità. I primi ricercatori tendevano a riferirsi a qualsiasi forma di radiazione energetica come raggi, e il termine è ancora usato. Una particella alfa è composta da due protoni e due neutroni, tutti tenuti insieme dalla stessa forte forza nucleare che lega il nucleo di qualsiasi atomo., In effetti, una particella alfa è davvero un nucleo – è lo stesso del nucleo di un atomo comune di elio – ma non ha elettroni intorno ad esso, e viaggia molto velocemente. Le particelle alfa sono un tipo di radiazioni ionizzanti.
Per descrivere la produzione di particelle alfa, dobbiamo definire il decadimento radioattivo. Questo processo può essere pensato come segue. Alcune combinazioni di neutroni e protoni in un nucleo sono stabili. Ad esempio, in un atomo di bismuto stabile ci sono 83 protoni e 126 neutroni. Questo è chiamato bismuto-209 (126 + 83 = 209). Sarà sempre bismuto-209*., Ma se dovessimo aggiungere un altro neutrone a questo atomo, e renderlo bismuto-210, ora sarebbe instabile, o radioattivo. L’atomo alla fine cambierà spontaneamente o “decaderà”, per diventare più stabile. Ci sono solo alcuni modi in cui può farlo. Un modo è quello di emettere una particella alfa. In questa transizione, sputa un pezzo di se stesso (la particella alfa) e diventa più stabile. La particella alfa è la radiazione emessa durante il processo di “decadimento alfa”. Dal momento che ha perso due protoni e due neutroni, il vecchio atomo di bismuto è ora un atomo di tallio-206., Ora, questo tallio è più stabile, ma è anche radioattivo. Decadrà di nuovo (ma non per decadimento alfa), questa volta diventando un atomo di piombo completamente stabile. Solo atomi relativamente “pesanti” – come il bismuto-possono passare attraverso il decadimento alfa. Gli elementi radioattivi più leggeri passano attraverso altri tipi di transizioni per diventare stabili. Ci sono un sacco di questi materiali radioattivi naturalmente presenti sulla Terra, che è come queste radiazioni sono state scoperte.
Un altro modo per produrre particelle alfa è “forzare” un atomo a emetterne uno. Questo viene fatto sfruttando alcune proprietà di vari atomi., Ecco un esempio. Se prendiamo alcuni atomi regolari di boro-10 (cinque protoni, cinque neutroni) ed esponiamo questo boro a un campo di neutroni che si muovono lentamente, alcuni degli atomi di boro assorbiranno un neutrone. Quando questo accade, il risultato non è quello che ci si aspetterebbe. Il boro-10 non diventa solo stabile boro-11. Una probabile possibilità è che l’atomo di boro” eccitato ” emetta una particella alfa, diventando litio stabile nel processo. Ci sono altri atomi che si comportano in questo modo.
Sebbene la radiazione alfa viaggi molto velocemente, può essere facilmente bloccata o schermata., Le particelle alfa hanno una carica elettrica a causa dei protoni. Mentre si muovono attraverso la materia, interagiscono costantemente con altre particelle cariche, come gli elettroni. Questo processo trasferisce il movimento (energia) della particella alfa agli elettroni, in realtà battendo gli elettroni liberi nel processo. Questo è noto come ionizzazione. Queste interazioni causano la particella alfa a perdere la sua energia e venire a riposo. Immaginate un pallino come si sta viaggiando lungo su un tavolo da biliardo, in esecuzione in altre palle da biliardo e, infine, l’arresto., Con le particelle alfa, questo accade in una distanza molto breve, anche in aria. Particelle Alfa perderanno tutta la loro energia in appena un paio di pollici di viaggio in aria. Una volta che una particella alfa viene fermata, afferra i primi due elettroni liberi che riesce a trovare e diventa un semplice vecchio atomo di elio.
La radiazione alfa non è pericolosa se la sorgente è esterna al corpo. Le particelle alfa non penetrano abbastanza profondamente nel corpo per raggiungere i tessuti viventi. Se la fonte della radiazione alfa è interna al corpo, allora la ionizzazione che abbiamo menzionato prima può danneggiare il tessuto vivente., Quindi, le pratiche di sicurezza per la manipolazione di materiali che emettono alfa sono incentrate sulla prevenzione dell’inalazione o dell’ingestione del materiale.
Per un enorme elenco di informazioni sulle radiazioni, vedere La Radiation Information Network.
Autore:
Keith Welch, Radialogical Controls Group (Other answers by Keith Welch)
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