การค้นพบอนุภาคอัลฟาลักษณะการใช้งาน

อนุภาคอัลฟา (หรืออนุภาคα) เป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียมที่แตกตัวเป็นไอออนซึ่งทำให้อิเล็กตรอนหายไป นิวเคลียสของฮีเลียมประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว จากนั้นอนุภาคเหล่านี้จะมีประจุไฟฟ้าบวกซึ่งมีค่าเป็นสองเท่าของประจุอิเล็กตรอนและมวลอะตอมของมันคือ 4 หน่วยของมวลอะตอม.

อนุภาคอัลฟ่าถูกปล่อยออกมาโดยธรรมชาติจากสารกัมมันตรังสีบางชนิด ในกรณีของโลกแหล่งกำเนิดหลักที่รู้จักกันโดยธรรมชาติในการปล่อยรังสีอัลฟาคือก๊าซเรดอน เรดอนเป็นก๊าซกัมมันตภาพรังสีที่มีอยู่ในดินน้ำอากาศและในหินบางชนิด.

ดัชนี

• 1 การค้นพบ
• 2 ลักษณะ
  • 2.1 มวลอะตอม
  • 2.2 โหลด
  • 2.3 ความเร็ว
  • 2.4 ไอออนไนซ์
  • 2.5 พลังงานจลน์
  • 2.6 ความสามารถในการเจาะ
• 3 การสลายตัวของอัลฟ่า
  • 3.1 อัลฟ่าสลายจากนิวเคลียสของยูเรเนียม
  • 3.2 ฮีเลียม
• 4 ความเป็นพิษและความเสี่ยงต่อสุขภาพของอนุภาคแอลฟา
• 5 การใช้งาน
• 6 อ้างอิง

การค้นพบ

มันเป็นตลอดปี 1899 และ 1900 เมื่อนักฟิสิกส์เออร์เนสต์รัทเธอร์ฟอร์ด (ที่ทำงานที่มหาวิทยาลัยแมคกิลล์ในมอนทรีออล, แคนาดา) และพอลวิลลาร์ด (ผู้ที่ทำงานในปารีส) อัลฟาเบต้าและแกมม่า.

ความแตกต่างนั้นขึ้นอยู่กับความสามารถในการเจาะวัตถุและการเบี่ยงเบนเนื่องจากสนามแม่เหล็ก โดยอาศัยคุณสมบัติเหล่านี้รัทเธอร์ฟอร์ดกำหนดรังสีอัลฟาว่าเป็นสิ่งที่มีความสามารถในการเจาะทะลุต่ำกว่าในวัตถุธรรมดา.

ดังนั้นงานของรัทเธอร์ฟอร์ดจึงรวมการตรวจวัดอัตราส่วนของมวลของอนุภาคแอลฟาต่อประจุ การวัดเหล่านี้ทำให้เขาสร้างสมมติฐานที่ว่าอนุภาคแอลฟามีประจุฮีเลียมไอออนเป็นสองเท่า.

ในที่สุดในปี 1907 Ernest Rutherford และ Thomas Royds ก็สามารถที่จะแสดงให้เห็นว่าสมมติฐานที่ตั้งขึ้นโดย Rutherford เป็นจริงดังนั้นจึงแสดงให้เห็นว่าอนุภาคแอลฟาเป็นไอออนฮีเลียมไอออน dually.

คุณสมบัติ

คุณสมบัติหลักบางประการของอนุภาคแอลฟามีดังต่อไปนี้:

มวลอะตอม

มวลอะตอม 4 หน่วย นั่นคือ 6.68 ∙ 10^-27 กก..

ภาระ

บวกกับประจุของอิเล็กตรอนสองเท่าหรืออะไรที่เหมือนกัน: 3.2 ∙ 10^-19 C.

ความเร็ว

จากคำสั่งของระหว่าง 1,5 · 10⁷ m / s และ 3 · 10⁷ m / s.

การทำให้เป็นละออง

พวกเขามีความสามารถสูงในการทำให้ไอออไนซ์แก๊สเปลี่ยนเป็นแก๊สที่เป็นตัวนำ.

พลังงานจลน์

พลังงานจลน์ของมันนั้นสูงมากเนื่องจากมวลและความเร็วสูงมาก.

ความสามารถในการเจาะ

พวกเขามีความสามารถในการเจาะต่ำ ในชั้นบรรยากาศพวกเขาจะสูญเสียความเร็วอย่างรวดเร็วเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลต่าง ๆ อันเป็นผลมาจากมวลและประจุไฟฟ้า.

การสลายตัวของอัลฟ่า

Alpha decay หรือ alpha decay เป็นสารกัมมันตภาพรังสีชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยการปลดปล่อยอนุภาคแอลฟา.

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นแกนกัมมันตภาพรังสีจะเห็นจำนวนมวลลดลงสี่หน่วยและหมายเลขอะตอมลดลงสองหน่วย.

โดยทั่วไปกระบวนการมีดังนี้:

_Z X → ^A-4_Z-2และ + ⁴₂ฉันมี

การสลายตัวของอัลฟ่ามักเกิดขึ้นในนิวเคลียสที่หนักกว่า ในทางทฤษฎีมันสามารถเกิดขึ้นได้ในแกนที่หนักกว่านิกเกิลเล็กน้อยซึ่งพลังงานการจับยึดทั่วไปต่อนิวคลีอนจะไม่น้อยที่สุดอีกต่อไป.

นิวเคลียสที่เบาที่สุดที่เปล่งอนุภาคแอลฟาที่รู้จักกันคือไอโซโทปของมวลเทลเลียมต่ำ เทลเลียม 106 (¹⁰⁶Te) เป็นไอโซโทปที่เบาที่สุดซึ่งการสลายตัวของอัลฟาเกิดขึ้นตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตามเป็นพิเศษ ⁸สามารถแบ่งออกเป็นสองอนุภาคอัลฟา.

เนื่องจากอนุภาคแอลฟาค่อนข้างหนักและมีประจุบวกเส้นทางอิสระเฉลี่ยของพวกมันจึงสั้นมากดังนั้นพวกมันจึงสูญเสียพลังงานจลน์ของพวกมันอย่างรวดเร็วในระยะใกล้จากแหล่งกำเนิด.

อัลฟาสลายตัวจากนิวเคลียสยูเรเนียม

กรณีทั่วไปของการสลายตัวของอัลฟาเกิดขึ้นในยูเรเนียม ยูเรเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่หนักที่สุดที่พบในธรรมชาติ.

ในรูปแบบธรรมชาติยูเรเนียมจะเกิดขึ้นในสามไอโซโทปคือยูเรเนียม -238 (0.01%) ยูเรเนียม -235 (0.71%) และยูเรเนียม -238 (99.28%) กระบวนการสลายอัลฟาสำหรับไอโซโทปยูเรเนียมที่มีมากที่สุดมีดังนี้:

²³⁸₉₂ คุณ→ ²³⁴₉₀Th +⁴₂ฉันมี

ฮีเลียม

ฮีเลียมทั้งหมดที่มีอยู่บนโลกในปัจจุบันมีต้นกำเนิดในกระบวนการสลายแอลฟาของธาตุกัมมันตรังสีที่แตกต่างกัน.

ด้วยเหตุนี้จึงมักพบในแหล่งแร่ที่อุดมไปด้วยยูเรเนียมหรือทอเรียม ในทำนองเดียวกันมันก็จะปรากฏขึ้นที่เกี่ยวข้องกับบ่อก๊าซธรรมชาติ.

ความเป็นพิษและความเสี่ยงต่อสุขภาพของอนุภาคแอลฟา

โดยทั่วไปแล้วรังสีอัลฟาภายนอกไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพเนื่องจากอนุภาคอัลฟาสามารถเดินทางในระยะทางไม่กี่เซนติเมตร.

ด้วยวิธีนี้อนุภาคแอลฟาจะถูกดูดซับโดยก๊าซที่มีอยู่ในอากาศเพียงไม่กี่เซนติเมตรหรือจากผิวหนังชั้นนอกบาง ๆ ของคนที่ตายแล้วดังนั้นหลีกเลี่ยงความเสี่ยงต่อสุขภาพของผู้คน.

อย่างไรก็ตามอนุภาคอัลฟานั้นเป็นอันตรายต่อสุขภาพหากถูกกลืนกินหรือสูดดมเข้าไป.

นี่เป็นเพราะแม้ว่าพวกเขาจะมีพลังการเจาะน้อย แต่ผลกระทบของมันก็ใหญ่มากเนื่องจากมันเป็นอนุภาคอะตอมที่หนักที่สุดที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกัมมันตรังสี.

การใช้งาน

อนุภาคอัลฟ่ามีการใช้งานที่แตกต่างกัน สิ่งที่สำคัญที่สุดมีดังนี้:

- รักษามะเร็ง.

- การกำจัดไฟฟ้าสถิตในงานอุตสาหกรรม.

- ใช้ในเครื่องตรวจจับควัน.

- แหล่งเชื้อเพลิงสำหรับดาวเทียมและยานอวกาศ.

- แหล่งพลังงานสำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจ.

- แหล่งพลังงานสำหรับสถานีเซ็นเซอร์ระยะไกล.

- แหล่งพลังงานสำหรับอุปกรณ์วัดแผ่นดินไหวและสมุทรศาสตร์.

อย่างที่คุณเห็นการใช้อนุภาคแอลฟาเป็นแหล่งพลังงานสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน.

นอกจากนี้ในปัจจุบันหนึ่งในแอปพลิเคชั่นหลักของอนุภาคอัลฟาคือขีปนาวุธในการวิจัยนิวเคลียร์.

ประการแรกอนุภาคอัลฟาเกิดจากการแตกตัวเป็นไอออน (เช่นแยกอิเลคตรอนจากอะตอมฮีเลียม) ต่อมาอนุภาคอัลฟาเหล่านี้จะถูกเร่งที่พลังงานสูง.

การอ้างอิง

1. อนุภาคอัลฟ่า (n.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 17 เมษายน 2018 จาก en.wikipedia.org.
2. การสลายตัวของอัลฟ่า (n.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 17 เมษายน 2018 จาก en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). ฟิสิกส์ควอนตัม: อะตอมโมเลกุลของแข็งนิวเคลียสและอนุภาค. เม็กซิโก D.F.: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). ฟิสิกส์ยุคใหม่(ฉบับที่ 4) W. H. อิสระ.
5. Krane, Kenneth S. (1988). ฟิสิกส์นิวเคลียร์เบื้องต้น. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). ฟิสิกส์ควอนตัม: อะตอมโมเลกุลของแข็งนิวเคลียสและอนุภาค. เม็กซิโก D.F.: Limusa.