Alfa Parçacıkları Keşfi, Özellikleri, Uygulamaları

alfa parçacıkları (veya parçacıklar a) elektronlarını kaybeden iyonize helyum atomlarının çekirdekleridir. Helyum çekirdeği iki proton ve iki nötrondan oluşur. Daha sonra, bu partiküller, değeri elektronun iki katı yük olan pozitif bir elektrik yüküne sahiptir ve atom kütlesi 4 birim atom kütlesidir..

Alfa parçacıkları, belirli radyoaktif maddeler tarafından kendiliğinden yayılır. Dünya'da, bilinen ana alfa radyasyonu emisyon kaynağı radon gazıdır. Radon toprakta, suda, havada ve bazı kayalarda bulunan radyoaktif bir gazdır..

indeks

• 1 Keşif
• 2 özellikleri
  • 2.1 Atom kütlesi
  • 2.2 Yük
  • 2.3 Hız
  • 2.4 İyonlaşma
  • 2.5 Kinetik enerji
  • 2.6 Penetrasyon kapasitesi
• 3 Alfa çürüğü
  • Uranyum çekirdeklerinden 3.1 alfa bozunması
  • 3.2 Helyum
• 4 Alfa parçacıklarının toksisitesi ve sağlık riskleri
• 5 uygulama
• 6 Kaynakça

keşif

1899 ve 1900 yılları arasında fizikçiler Ernest Rutherford (Montreal, Kanada’daki McGill Üniversitesi’nde çalıştı) ve Paul Villard’ın (Paris’te çalıştığı) Rutherford’un kendisi olarak adlandırdığı üç yerleşim türünü birbirinden ayırdığı: alfa, beta ve gama.

Bu ayrım, nesnelere nüfuz etme kabiliyetine ve manyetik bir alan nedeniyle sapmalarına dayanarak yapılmıştır. Rutherford, bu özelliklerden dolayı, alfa ışınlarını sıradan nesnelerde daha düşük penetrasyon kapasitesine sahip olanlar olarak tanımladı..

Bu nedenle Rutherford'un çalışması, bir alfa parçacığının kütlesinin yüküne oranının ölçümlerini içermiştir. Bu ölçümler, alfa parçacıklarının iki kat helyum iyonları yüklü olduğu hipotezini ortaya koymasını sağlamıştır..

Sonunda, 1907'de Ernest Rutherford ve Thomas Royds, Rutherford tarafından oluşturulan hipotezin doğru olduğunu ve böylece alfa partiküllerinin iki kez iyonize edilmiş helyum iyonları olduğunu gösterebildi..

özellikleri

Alfa parçacıklarının temel özelliklerinden bazıları şunlardır:

Atom kütlesi

4 birim atom kütlesi; yani, 6.68 ∙ 10^-27 kg.

yük

Pozitif, iki kat elektron yükü veya aynı olan: 3.2 ∙ 10^-19 C.

hız

1,5 · 10 arasında⁷ m / s ve 3 · 10⁷ m / s.

iyonlaşma

Gazları iyonize etmek, iletken gazlara dönüştürmek için yüksek kapasiteye sahiptirler.

Kinetik enerji

Kinetik enerjisi, büyük kütlesi ve hızı nedeniyle çok yüksektir..

Penetrasyon kapasitesi

Düşük penetrasyon kapasitesine sahiptirler. Atmosferde, büyük kütlelerinin ve elektrik yüklerinin bir sonucu olarak farklı moleküllerle etkileşime girdiğinde hızla hız kaybederler..

Alfa çürümesi

Alfa bozunması veya alfa bozunması, bir alfa parçacığı emisyonunu içeren bir tür radyoaktif bozunmadır..

Bu olduğunda, radyoaktif çekirdek kütle sayısını dört birim ve atom sayısını iki birim azalttığını görür.

Genel olarak, süreç aşağıdaki gibidir:

^bir_Z X → ^A-4_Z-2-ve + ⁴₂Bende var

Alfa çürümesi normalde ağır çekirdekte meydana gelir. Teorik olarak, yalnızca nükleon başına genel bağlanma enerjisinin artık minimum olmadığı nikelden biraz daha ağır çekirdeklerde ortaya çıkabilir..

Bilinen alfa parçacıklarını yayan en hafif çekirdekler, düşük tellür kütlesinin izotoplarıdır. Böylece, tellür 106 (¹⁰⁶Te), alfa bozunmasının doğada meydana geldiği en hafif izotoptur. Ancak, istisnai olarak ⁸İki alfa parçacığına bölünebilir.

Alfa parçacıkları nispeten ağır olduğundan ve pozitif olarak yüklendiğinden, ortalama serbest yolları çok kısadır, bu nedenle hızlı bir şekilde kinetik enerjilerini kaynaktan uzak mesafeden kaybederler..

Uranyum çekirdeklerinden alfa bozunması

Uranyumda çok yaygın bir alfa bozunması vakası meydana gelir. Uranyum doğada bulunan en ağır kimyasal elementtir.

üç doğal bir şekilde uranyum olarak uranyum-234 (% 0.01) izotoplar, uranyum-235 (% 0,71) ve uranyum-238 (99,28%). aşağıdaki gibi uranyum en bol izotopu alfa bozunması bir işlemdir:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Bende var

helyum

Şu anda Dünya'da var olan tüm helyum, farklı radyoaktif elementlerin alfa bozunma işlemlerinde kökenine sahiptir..

Bu nedenle, genellikle uranyum veya toryum bakımından zengin mineral yataklarında bulunur. Aynı şekilde, doğal gaz çıkarma kuyuları ile de ilişkili görünmektedir.

Alfa parçacıklarının toksisitesi ve sağlık riskleri

Genel olarak, dış alfa radyasyonu sağlık için risk oluşturmaz, çünkü alfa parçacıkları yalnızca birkaç santimetre mesafeleri hareket edebilir.

Bu şekilde, alfa parçacıkları, sadece birkaç santimetre havada bulunan gazlar veya bir insanın ölü dış cildinin ince dış tabakası tarafından emilir, böylece insanların sağlığı için herhangi bir risk önlenir.

Bununla birlikte, alfa parçacıkları yutulduğunda veya solunduğunda sağlık için çok tehlikelidir..

Bunun nedeni, penetrasyon gücü çok az olmasına rağmen, etkileri çok büyüktür, çünkü radyoaktif bir kaynak tarafından yayılan en ağır atomik parçacıklardır..

uygulamaları

Alfa parçacıkları farklı uygulamalara sahiptir. En önemlilerinden bazıları şunlardır:

- Kanser tedavisi.

- Endüstriyel uygulamalarda statik elektriğin giderilmesi.

- Duman dedektörlerinde kullanım.

- Uydular ve uzay araçları için yakıt kaynağı.

- Kalp pili için güç kaynağı.

- Uzak sensör istasyonları için güç kaynağı.

- Sismik ve oşinografik cihazlar için enerji kaynağı.

Görebileceğiniz gibi, alfa parçacıklarının çok yaygın kullanımı, farklı uygulamalar için bir enerji kaynağıdır..

Ayrıca, halihazırda alfa parçacıklarının ana uygulamalarından biri nükleer araştırmada mermi olarak.

İlk önce, alfa parçacıkları iyonlaşma yoluyla üretilir (yani elektronları helyum atomlarından ayırma). Daha sonra bu alfa parçacıkları yüksek enerjilerde hızlandırılır.

referanslar

1. Alfa parçacığı (n.d.). Wikipedia'da. En.wikipedia.org adresinden 17 Nisan 2018 tarihinde alındı..
2. Alfa çürümesi (n.d.). Wikipedia'da. En.wikipedia.org adresinden 17 Nisan 2018 tarihinde alındı..
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kuantum fiziği: Atomlar, moleküller, katılar, çekirdekler ve parçacıklar. Meksika D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Modern Fizik(4. basım). W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Tanıtıcı Nükleer Fizik. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kuantum fiziği: Atomlar, moleküller, katılar, çekirdekler ve parçacıklar. Meksika D.F.: Limusa.