Alfadeeltjesontdekking, kenmerken, toepassingen

de alfadeeltjes (of deeltjes α) zijn kernen van geïoniseerde heliumatomen die daarom hun elektronen hebben verloren. Heliumkernen zijn samengesteld uit twee protonen en twee neutronen. Vervolgens hebben deze deeltjes een positieve elektrische lading waarvan de waarde tweemaal de lading van het elektron is, en de atoommassa is 4 eenheden van atomaire massa.

Alfadeeltjes worden spontaan uitgestoten door bepaalde radioactieve stoffen. In het geval van de aarde is radongas de belangrijkste bekende natuurlijke bron van emissie van alfa-straling. Radon is een radioactief gas dat aanwezig is in aarde, water, lucht en in sommige rotsen.

index

• 1 Ontdekking
• 2 kenmerken
  • 2.1 Atomaire massa
  • 2.2 Laad
  • 2.3 Snelheid
  • 2.4 Ionisatie
  • 2.5 Kinetische energie
  • 2.6 Penetratiecapaciteit
• 3 Alpha verval
  • 3.1 Alfaverval uit uraniumkernen
  • 3.2 Helium
• 4 Toxiciteit en gezondheidsrisico's van alfadeeltjes
• 5 Toepassingen
• 6 Referenties

ontdekking

Het was tijdens de jaren 1899 en 1900 toen natuurkundigen Ernest Rutherford en Paul Villard (die in Parijs gewerkt) (die aan de McGill University in Montreal, Canada werkte) onderscheiden drie soorten dossiers, opgeroepen door Rutherford zichzelf als: alfa-, beta- en gamma.

Het onderscheid werd gemaakt op basis van het vermogen om objecten te penetreren en hun afwijking als gevolg van een magnetisch veld. Op grond van deze eigenschappen definieerde Rutherford de alpha-stralen als die met een lagere penetratiecapaciteit in gewone voorwerpen.

Het werk van Rutherford omvatte dus metingen van de verhouding van de massa van een alfadeeltje tot zijn lading. Deze metingen leidden hem tot het vaststellen van de hypothese dat alfadeeltjes dubbel geladen heliumionen waren.

Tenslotte, in 1907 Ernest Rutherford en Thomas Royds aantonen dat het door Rutherford hypothese waar was, wat aantoont dat alfadeeltjes werden dubbel geïoniseerd heliumionen.

features

Enkele van de belangrijkste kenmerken van alfadeeltjes zijn de volgende:

Atoom massa

4 eenheden atomaire massa; dat is 6,68 ∙ 10^-27 kg.

belasting

Positief, tweemaal de lading van het elektron, of wat hetzelfde is: 3,2 ∙ 10^-19 C.

snelheid

In de orde van tussen 1,5 · 10⁷ m / s en 3 · 10⁷ m / s.

ionisatie

Ze hebben een hoge capaciteit om gassen te ioniseren en ze om te zetten in geleidende gassen.

Kinetische energie

Zijn kinetische energie is erg hoog als gevolg van zijn grote massa en snelheid.

Penetratievermogen

Ze hebben een lage penetratiecapaciteit. In de atmosfeer verliezen ze snel snelheid bij de interactie met verschillende moleculen als gevolg van hun grote massa en elektrische lading.

Alpha verval

Alfa-verval of alfa-verval is een type radioactief verval dat bestaat uit de emissie van een alfadeeltje.

Wanneer dit gebeurt, ziet de radioactieve kern zijn massagetal verminderd met vier eenheden en zijn atoomnummer met twee eenheden.

In het algemeen is het proces als volgt:

^Een_Z X → ^A-4_Z2en + ⁴₂Ik heb

Alfa-verval komt normaal voor in zwaardere kernen. Theoretisch kan het alleen voorkomen in kernen die iets zwaarder zijn dan nikkel, waarbij de algemene bindingsenergie per nucleon niet langer minimaal is.

De lichtste kernen die bekende alfadeeltjes uitzenden, zijn de isotopen met een lagere telluurmassa. Aldus is het tellurium 106 (¹⁰⁶Te) is de lichtste isotoop waarin alfa-verval in de natuur voorkomt. Uitzonderlijk echter ⁸Be kan worden opgesplitst in twee alfadeeltjes.

Omdat de alfadeeltjes relatief zwaar zijn en positief geladen zijn, is hun gemiddelde vrije pad erg kort, waardoor ze snel hun kinetische energie verliezen op korte afstand van de bron.

Alfa-verval uit uraniumkernen

Een heel gebruikelijk geval van alfa-verval vindt plaats in uranium. Uranium is het zwaarste chemische element in de natuur.

In zijn natuurlijke vorm uranium in drie isotopen uranium-234 (0,01%), uranium-235 (0,71%) en uranium-238 (99,28%). De alfaverval proces voor de meest voorkomende isotoop van uranium is als volgt:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀th +⁴₂Ik heb

helium

Al het helium dat momenteel op aarde bestaat, vindt zijn oorsprong in de processen van alfa-verval van verschillende radioactieve elementen.

Om deze reden wordt het meestal aangetroffen in minerale afzettingen rijk aan uranium of thorium. Evenzo lijkt het ook geassocieerd met aardgasextractieputten.

Toxiciteit en gezondheidsrisico's van alfadeeltjes

Over het algemeen vormt externe alfa-straling geen risico voor de gezondheid, omdat alfadeeltjes slechts een afstand van enkele centimeters kunnen overbruggen.

Aldus worden alfadeeltjes geabsorbeerd door de gassen in enkele centimeters lucht of dunne buitenste laag van dode huid van een persoon, waardoor voorkomen waarbij enkel gezondheidsrisico personen.

Alfadeeltjes zijn echter zeer gevaarlijk voor de gezondheid als ze worden ingeslikt of ingeademd..

Dit komt omdat, hoewel ze weinig penetratiekracht hebben, hun impact erg groot is, omdat ze de zwaarste atoomdeeltjes zijn die worden uitgezonden door een radioactieve bron.

toepassingen

Alfadeeltjes hebben verschillende toepassingen. Enkele van de belangrijkste zijn de volgende:

- Behandeling van kanker.

- Eliminatie van statische elektriciteit in industriële toepassingen.

- Gebruik in rookmelders.

- Brandstofbron voor satellieten en ruimtevaartuigen.

- Stroombron voor pacemaker.

- Stroombron voor sensorstations op afstand.

- Energiebron voor seismische en oceanografische apparaten.

Zoals u kunt zien, is een zeer veelgebruikt gebruik van alfadeeltjes een bron van energie voor verschillende toepassingen.

Bovendien is momenteel een van de belangrijkste toepassingen van alfadeeltjes als projectielen in nucleair onderzoek.

Ten eerste worden alfadeeltjes geproduceerd door ionisatie (dwz het scheiden van elektronen van heliumatomen). Later worden deze alfadeeltjes versneld bij hoge energieën.

referenties

1. Alfa-deeltje (n.d.). In Wikipedia. Opgehaald op 17 april 2018, via en.wikipedia.org.
2. Alfa-verval (n.d.). In Wikipedia. Opgehaald op 17 april 2018, via en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kwantumfysica: Atomen, moleculen, vaste stoffen, kernen en deeltjes. Mexico D.F .: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Moderne natuurkunde(4de ed.). W.H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988). Inleidende kernfysica. John Wiley & Sons.
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994). Kwantumfysica: Atomen, moleculen, vaste stoffen, kernen en deeltjes. Mexico D.F .: Limusa.