알파 입자 (또는 입자 α) 따라서 잃은 전자 이온화 헬륨 원자들의 핵이다. 헬륨 핵은 두 개의 양성자와 두 개의 중성자로 구성됩니다. 따라서이 입자들은 양전하를 가지며 그 값은 전자 전하의 두 배이고 원자 질량은 4 원자 질량 단위입니다.
알파 입자는 특정 방사성 물질에 의해 자발적으로 방출됩니다. 지구의 경우 알파 복사 방출의 주요 천연 원은 라돈 가스입니다. 라돈은 토양, 물, 공기 및 일부 암석에 존재하는 방사성 가스입니다.
발견
물리학자인 Ernest Rutherford (캐나다 몬트리올의 McGill University에서 근무)와 Paul Villard (파리에서 근무)가 Rutherford 자신이 다음과 같이 명명 한 세 가지 유형의 서류를 차별화 한 것은 1899 년과 1900 년입니다. 알파, 베타 및 감마.
물체를 관통하는 능력과 자기장으로 인한 편향을 기준으로 구별되었습니다. 이러한 특성 덕분에 Rutherford는 알파 광선을 일반 물체에서 가장 낮은 투과 능력을 가진 광선으로 정의했습니다.
따라서 Rutherford의 작업에는 전하에 대한 알파 입자의 질량 비율 측정이 포함되었습니다. 이러한 측정을 통해 그는 알파 입자가 이중으로 하전 된 헬륨 이온이라는 가설을 세웠습니다.
마지막으로 1907 년 Ernest Rutherford와 Thomas Royds는 Rutherford가 수립 한 가설이 사실임을 보여주는 데 성공하여 알파 입자가 이중 이온화 된 헬륨 이온임을 보여주었습니다.
형질
알파 입자의 주요 특징은 다음과 같습니다.
원자 질량
4 원자 질량 단위; 즉, 6.68 ∙ 10 -27 kg입니다.
하중
양수, 전자 전하의 두 배 또는 동일한 것 : 3.2 ∙ 10 -19 C.
속도
1.5 · 10 7 m / s 및 3 · 10 7 m / s 정도입니다.
이온화
그들은 가스를 이온화하여 전도성 가스로 변환하는 고용량을 가지고 있습니다.
운동 에너지
그 운동 에너지는 질량과 속도가 크기 때문에 매우 높습니다.
침투 용량
침투력이 낮습니다. 대기에서 그들은 큰 질량과 전하의 결과로 다른 분자와 상호 작용할 때 빠르게 속도를 잃습니다.
알파 붕괴
알파 붕괴 또는 알파 붕괴는 알파 입자의 방출로 구성된 일종의 방사성 붕괴입니다.
이런 일이 발생하면 방사성 핵은 질량수가 4 단위, 원자 번호가 2 단위 감소하는 것을 보게됩니다.
일반적으로 프로세스는 다음과 같습니다.
Z X → A-4 Z-2 Y + 4 (2) 그는
알파 붕괴는 일반적으로 더 무거운 핵종에서 발생합니다. 이론적으로는 니켈보다 다소 무거운 핵에서만 발생할 수 있으며, 핵당 전체 결합 에너지는 더 이상 최소가 아닙니다.
알려진 가장 가벼운 알파 방출 핵은 텔 루륨의 질량이 가장 낮은 동위 원소입니다. 따라서 텔 루륨 106 ( 106 Te)은 자연에서 알파 붕괴가 일어나는 가장 가벼운 동위 원소입니다. 그러나 예외적으로 8 Be는 두 개의 알파 입자로 나눌 수 있습니다.
알파 입자는 상대적으로 무겁고 양전하를 띠기 때문에 평균 자유 경로가 매우 짧기 때문에 방출 원에서 가까운 거리에서 빠르게 운동 에너지를 잃습니다.
우라늄 핵에서 알파 붕괴
우라늄에서는 매우 흔한 알파 붕괴가 발생합니다. 우라늄은 자연에서 발견되는 가장 무거운 화학 원소입니다.
자연적인 형태로 우라늄은 우라늄 -234 (0.01 %), 우라늄 -235 (0.71 %), 우라늄 -238 (99.28 %)의 세 가지 동위 원소로 발생합니다. 가장 풍부한 우라늄 동위 원소에 대한 알파 붕괴 과정은 다음과 같습니다.
238 (92) U → 234 90 목 + 4 (2) 그는
헬륨
현재 지구상에 존재하는 모든 헬륨은 서로 다른 방사성 원소의 알파 붕괴 과정에서 기원합니다.
이러한 이유로 일반적으로 우라늄이나 토륨이 풍부한 광물 매장지에서 발견됩니다. 마찬가지로 천연 가스 추출 우물과도 관련이 있습니다.
알파 입자의 독성 및 건강 위험
일반적으로 알파 입자는 몇 센티미터의 거리 만 이동할 수 있기 때문에 외부 알파 방사선은 건강 위험을 초래하지 않습니다.
이런 식으로 알파 입자는 불과 몇 센티미터의 공기에 존재하는 가스 또는 사람의 각질의 얇은 외층에 흡수되어 인체 건강에 위험을 초래하지 않습니다.
그러나 알파 입자는 섭취하거나 흡입하면 건강에 매우 위험합니다.
투과력은 거의 없지만 방사능 원에서 방출되는 가장 무거운 원자 입자이기 때문에 그 영향이 매우 크기 때문입니다.
응용
알파 입자는 다른 용도로 사용됩니다. 가장 중요한 일부는 다음과 같습니다.
- 암 치료.
-산업 응용 분야에서 정전기 제거.
-연기 감지기에 사용하십시오.
-위성 및 우주선의 연료 공급원.
-심박 조율 기용 전원.
-원격 센서 스테이션 용 전원.
-지진 및 해양 장치 용 전원.
알 수 있듯이 알파 입자의 매우 일반적인 용도는 다양한 응용 분야의 에너지 원입니다.
또한 오늘날 알파 입자의 주요 응용 분야 중 하나는 핵 연구에서 발사체입니다.
첫째, 알파 입자는 이온화 (즉, 헬륨 원자에서 전자 분리)에 의해 생성됩니다. 나중에이 알파 입자는 가속되어 높은 에너지로 변합니다.
참고 문헌
- 알파 입자 (nd). Wikipedia에서. en.wikipedia.org에서 2018 년 4 월 17 일에 검색 함.
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