Изучение силы альфа-частиц: почему они генерируют такое интенсивное излучение?

<р> Альфа-частицы, также известные как альфа-лучи или альфа-излучение, по сути, представляют собой частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, и их форма точно такая же, как у ядра гелия-4. Эти частицы обычно образуются во время альфа-распада, но их можно получить и другими способами. Название происходит от первой буквы греческого алфавита «альфа», символ которой — α или α2+. Поскольку они идентичны ядрам гелия, их часто записывают как He2+ или 42He2+, представляя ионы гелия с зарядом +2 (отсутствуют два электрона). Когда этот ион получает электрон из своего окружения, альфа-частица становится обычным (электрически нейтральным) атомом гелия 42He. Альфа-частица имеет суммарный спин, равный 0.

Альфа-частицы считаются очень сильно заряженными частицами с невероятной энергией, которые могут вызывать сильное излучение.

<р> При стандартном альфа-радиоактивном распаде альфа-частица обычно имеет кинетическую энергию около 5 МэВ и движется со скоростью около 4% скорости света. Хотя они представляют собой сильно ионизирующее корпускулярное излучение, глубина их проникновения невелика (всего несколько сантиметров в воздухе или блокируется кожей). Однако дальнобойные альфа-частицы, образующиеся в результате тройного деления, обладают в три раза большей энергией и проникают в три раза глубже. Приблизительно 10–12 % космических лучей, образующих ядра гелия, как правило, имеют более высокую энергию, чем ядра гелия, образующиеся в результате процессов ядерного распада, и, следовательно, могут иметь более высокую проникающую способность, способную проходить через человеческое тело и несколько метров плотного защитного материала. которая зависит от его энергии. Это в некоторой степени относится и к высокоэнергетическим ядрам гелия, получаемым с помощью ускорителей частиц.

Воспоминания о прошлом и настоящем альфа-частицы

<р> Термин «альфа-частица» впервые был введен Эрнестом Резерфордом, когда он сообщал о свойствах излучения урана и обнаружил, что это излучение обладает двумя различными характеристиками. Длительная история исследований дала ученым более четкое понимание природы альфа-частиц. Самым известным источником альфа-частиц является процесс альфа-распада тяжелых элементов. Когда атом испускает альфа-частицу при альфа-распаде, массовое число атома уменьшается на четыре из-за потери четырех нуклонов в частице.

Альфа-распад — это форма ядерного превращения, при котором изменяются атомный номер и масса атома.

<р> Основным источником альфа-частиц является альфа-распад тяжелых элементов, например, распад радионуклидов, таких как уран, барий и т. д. В ходе дальнейших экспериментов и исследований ученые обнаружили, что альфа-частицы могут терять свой положительный заряд и получать электроны из окружающей среды, в конечном итоге становясь нейтральными атомами гелия. Благодаря свойствам изменения энергии и поглощения альфа-частицы играют важную роль в ядерной физике.

Энергетические и биологические эффекты альфа-частиц

<р> Самое интересное в кинетических и абсорбционных свойствах альфа-частицы — это энергия, выделяемая во время ее альфа-распада. Типичная кинетическая энергия альфа-частицы составляет 5 МэВ, что является значительной величиной для одной частицы. Хотя их большая масса делает их медленнее, чем другие распространенные типы излучения, их сильные поглощающие свойства делают их чрезвычайно короткодействующими, способными проникать через кожу всего на 40 микрон, поэтому они не представляют существенной угрозы для жизни в нормальных условиях.

Хотя альфа-частицы не представляют большой угрозы для жизни при нормальных обстоятельствах, при попадании в организм они могут вызвать серьезные радиационные повреждения.

<р> Однако как только альфа-радионуклиды попадают в организм через вдыхание, прием пищи или инъекцию, эти альфа-частицы становятся чрезвычайно разрушительными радиоактивными веществами. Исследования показали, что альфа-частицы вызывают в 10–1000 раз больше повреждений хромосом, чем такое же количество гамма- или бета-излучения, что свидетельствует об их потенциальном риске для здоровья человека.

Перспективы применения альфа-частиц

<р> С развитием науки и техники альфа-частицы нашли широкое применение в различных технических областях. Например, некоторые дымовые извещатели содержат следовые количества альфа-излучателей для улучшения возможностей обнаружения. При лечении рака альфа-излучающие радиоактивные изотопы также используются для воздействия на определенные опухоли, что демонстрирует их важный потенциал в медицине и биологических науках.

Альфа-радиоизотопы открывают возможные решения для точного лечения рака у людей.

<р> Знаете, хотя альфа-частицы обладают сильными радиационными свойствами, их характеристики также позволяют разрабатывать безопасные и контролируемые приложения. Какой прогресс принесет научным исследованиям поиск новых материалов и новых методов управления и использования этой мощной частицы? Нам нужно глубоко задуматься и изучить больше возможностей.

Trending Knowledge

Почему альфа-частицы называют «невидимой угрозой во Вселенной»?
Альфа-частицы, также известные как альфа-лучи или альфа-излучение, состоят из двух протонов и двух нейтронов и обладают точно такими же свойствами, что и ядро ​​гелия-4. Обычно они образуются во время
Таинственное путешествие альфа-частиц: как они выходят из ядра?
Альфа-частицы — это частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Эта структура такая же, как у ядра гелия-4. Эти частицы чаще всего образуются во время альфа-распада, но этим дело не ограничи
nan
По состоянию на растущий спрос на устойчивую энергию, щелочные топливные элементы (AFC) становятся все более популярными.Этот топливный элемент может не только сэкономить энергию и уменьшить углерод,
Секрет альфа-распада: как этот процесс меняет судьбу элементов?
Альфа-частицу, состоящую из двух протонов и двух нейтронов, которая поразительно идентична ядру гелия-4, часто называют альфа-лучами или альфа-излучением. В природе наиболее распространенным источнико

Responses