Что такое альфа-распад?

Британский физик Эрнест Резерфорд впервые описал альфа-частицу -частица (α-частица) — положительно заряженная частица, образованная двумя протонами и двумя нейтронами; ядро атома гелия-4 ( 2 4 H e 2 + {displaystyle textstyle {{}_{2}^{4}mathrm {He} ^{2+}}} в 1899 году внесистемная единица измерения времени, которая исторически в большинстве культур означала однократный цикл смены сезонов (весна, лето, осень, зима). Он также различал и называл альфа-и бета-излучение. Однако только в 1928 году Джордж Гамов решил теорию альфа-распада с помощью квантового туннелирования термин, который может относиться к следующим областям: Туннельный эффект в квантовой механике.

В этой обзорной статье мы объяснили, почему происходит альфа-распад, что на самом деле происходит в этом процессе, каковы его первичные источники и имеет ли он какие-либо неблагоприятные последствия. Но давайте начнем с основ.

Что такое альфа-распад?

Определение Определение, или дефиниция, в логике — логическая операция установления смысла термина: альфа-распад (также называемый α-распадом) — это один из трех видов радиоактивного распада (другой — бета- и гамма-распад), при котором нестабильное атомное ядро ​​рассеивает избыточную энергию скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие, спонтанно выбрасывая альфа-частицу.

Поскольку альфа-частица содержит массу в четыре единицы и два положительных заряда, ее выброс из ядра приводит к образованию система воспитания и обучения личности, а также совокупность приобретаемых знаний, умений, навыков, ценностных установок, функций, опыта деятельности и компетенций дочернего ядра с массой на четыре единицы меньше и атомным номером Знак № Номер (англ на две единицы многозначное слово меньше (чем у ее родительского ядра).

Испускаемая альфа-частица идентична ядру гелия, которое содержит два нейтрона тяжёлая элементарная частица, не имеющая электрического заряда и два протона. Он также имеет массу 4u и заряд + 2e. Символом ядра гелия является He 2+ , или иногда он записывается как 4 2 He 2+ .

Уравнение равенство вида f ( x 1 , x 2 … ) = g ( x 1 , x 2 … ) {displaystyle fleft(x_{1},x_{2}dots right)=gleft(x_{1},x_{2}dots right)} ,где чаще всего в качестве f , g {displaystyle f,g} выступают

В ядерной физике формула или уравнение альфа-распада могут быть записаны как:

где,

• A B X — родительское ядро
• A-4 B-2 X ‘ — дочернее ядро
• 4 2 He — испускаемое ядро ​​гелия или альфа-частица

В ядерном уравнении альфа-частица обычно показывается без учета заряда (однако, она содержит заряд +2e).

Альфа-распад происходит только в тяжелых нуклидах. Теоретические расчеты показывают, что этот тип распада разрушение целой системы с появлением новых, меньших или более простых может происходить в ядрах, немного более тяжелых, чем никель химический элемент десятой (по устаревшей короткопериодной форме — побочной подгруппы восьмой) группы, четвёртого периода периодической системы, с атомным номером 28 (атомное число 28). В реальном мире, однако, он был обнаружен только в нуклидах вид атомов, характеризующийся определённым массовым числом, атомным номером и энергетическим состоянием ядер и имеющий время жизни, достаточное для наблюдения, значительно более тяжелых, чем никель.

Теллур (атомное число 52) является самым легким элементом, чьи изотопы (от 104 Те до 109 Те), как известно, претерпевают альфа-распад. Однако есть некоторые исключительные случаи, такие как изотоп бериллия ( 8 Be), который распадается на две альфа-частицы.

Примеры Пример (риторика) — понятие в риторике, частный случай, применяемый для объяснения общего

Наиболее популярным примером такого рода ядерной трансмутации является распад урана. Уран-238 (самый распространенный изотоп разновидности атомов (и ядер) какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный (порядковый) номер, но при этом разные массовые числа урана, встречающийся в природе) распадается с образованием тория-234.

23892Ur  →  23490Th  +  42He

Где,

• 238 92 Ur — нестабильное материнское ядро ​​урана-238
• 234 90 тыс. Дочернее ядро ​​тория-234
• 4 2 He — выброшенная альфа-частица

Как видите, сумма индексов (масс скалярная физическая величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел в ситуациях, когда их скорость намного меньше скорости света и атомных номеров) остается одинаковой с каждой стороны уравнения.

Торий также становится радием

232 90 Th → 228 88 Ra + 4 2 He

Нептуний превращается в протактиний

237 93 Np → 233 91 Па + 4 2 He

Платина становится Осмием

175 78 Pt → 171 76 Os + 4 2 He

Гадолиний становится самарием

149 64 Gd → 145 62 Sm + 4 2 He

Итак, три вещи происходят в альфа-распаде:
1. Тяжелое (родительское) ядро ​​распадается на две части Часть — собственное подмножество; доля чего-либо.
2. Альфа-частица выбрасывается в пространство.
3. У оставшегося (дочернего) ядра его массовое число одно из основных понятий математики, используемое для количественной характеристики, сравнения, нумерации объектов и их частей уменьшено на четыре, а его атомное число уменьшено на два.

Почему происходит альфа-распад?

В Альфа-распаде важную роль село на Украине, находится в Шаргородском районе Винницкой области играют два фундаментальных взаимодействия: ядерная сила (ближняя) и электромагнитная сила (дальняя). Сила притяжения ядерных сил (действующих между нейтронами) намного больше, чем сила отталкивания электромагнитных сил (действующих между протонами). Таким образом, ядерная сила удерживает атомное ядро вместе.

Однако, когда общая разрушительная электромагнитная сила преодолевает ядерную, атомное ядро распадается на две или более частей. Исследования показывают, что ядро, содержащее более 209 нуклонов, настолько велико, что электромагнитное отталкивание между его протонами элементарная частица часто побеждает притягивающую ядерную силу, удерживающую его.

Это происходит потому, что сила ядерной силы физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей быстро падает за пределы одного фемтометра, в то время как электромагнитная сила сохраняет такую ​​же силу на больших расстояниях.

Классическая физика учёный, чьи научные исследования в основном посвящены физике не позволяет альфа-частицам избегать сильных ядерных сил внутри ядра. Квантовая механика, однако, позволяет альфа-частицам убегать через квантовое туннелирование, даже если они не обладают достаточной энергией для преодоления ядерной силы.

Основной источник альфа-распада

Альфа-частицы в основном испускаются более тяжелыми атомами (атомный номер> 106), такими как торий химический элемент, принадлежащий к актиноидам; тяжёлый слаборадиоактивный металл, уран, радий и актиний. Фактически, почти 99 процентов гелия, генерируемого на Земле третья по удалённости от Солнца планета Солнечной системы, происходит от альфа-распада -распад — вид радиоактивного распада ядра, в результате которого происходит испускание дважды магического ядра гелия 4He — альфа-частицы подземных минералов, состоящих из тория или урана.

Космические лучи, исходящие из атмосферы Земли, также содержат альфа-частицы. Около 90 процентов сотая часть; обозначается знаком «%»; используется для обозначения доли чего-либо по отношению к целому ядер космических лучей составляют водород (протоны), 9 процентов — гелий (альфа-частицы) и 1 процент — ионы HZE. Доля изменяется в зависимости от энергетического диапазона космических лучей.

Некоторые искусственные изотопы испускают альфа-частицы: например, радиоизотопы кюрия, америция и плутония. Они создаются в ядерном реакторе путем поглощения нейтронов различными изотопами урана в греческой мифологии бог, олицетворяющий небо, относится к самому древнему поколению богов.

Высокоэнергетические ядра гелия также могут быть искусственно созданы ускорителями частиц физических науках частица (или корпускула в старых текстах) представляет собой небольшой локализованный объект, которому можно приписать несколько физических или химических свойств, таких как, такими как синхротрон и циклотроны. Однако их обычно не называют альфа-частицами.

Это опасно?

Как правило, выброшенные альфа-частицы имеют кинетическую энергию 5 Мегаэлектронвольт, и они движутся со скоростью (часто обозначается v → {displaystyle {vec {v}}} , от англ. velocity или фр. vitesse, исходно от лат. vēlōcitās) — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и почти 5 процентов скорости света. Поскольку они несут + 2e электрический заряд Заряд в физике Электрический заряд — количественная характеристика, показывающая степень возможного участия тела в электромагнитных взаимодействиях и имеют большую массу, они могут легко взаимодействовать с другими атомами частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств и терять свою энергию.

Хотя альфа-распад является сильно ионизирующим излучением частиц, он имеет низкую глубину в различных областях: Глубина — расстояние от поверхности до дна, до наиболее отдалённой точки или до определённой точки внутри чего-либо проникновения. Движение вперед альфа-частиц может быть остановлено куском бумаги, толстым слоем воздуха смесь газов, главным образом, азота и кислорода ( 98—99 % ) в сумме и зависит от влажности (концентрации водяного пара), а также аргона, углекислого газа, водорода, образующая земную атмосферу или внешними слоями Слой расслоения, см. расслоение; Слой — роман Виктора Строгальщикова кожи наружный покров тела животного — орган человека общественное существо, обладающее разумом и сознанием, а также субъект общественно-исторической деятельности и культуры.

Они не опасны для жизни основное понятие биологии — активная форма существования материи, которая в обязательном порядке содержит в себе все «свойства живого»; совокупность физических и химических процессов, протекающих в, если источник не вдыхается, не проглатывается и не вводится. Если радиоактивное вещество одна из форм материи, состоящая из фермионов или содержащая фермионы наряду с бозонами; обладает массой покоя, в отличие от некоторых типов полей, как например электромагнитное, разлагающее альфа-частицу, попадает в организм живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи, в том числе обменом веществ, самоподдерживанием своего строения и организации, способностью воспроизводить их при, оно может быть в 20 раз опаснее гамма-излучения -излучение (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения, характеризующийся чрезвычайно малой длиной волны — менее 2⋅10−10 м — и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо. Большие дозы могут привести к радиационному отравлению. Полоний-210, сильный альфа-излучатель, играет ключевую роль при раке мочевого пузыря наполненная каким-либо газом область (обычно округлой формы), ограниченная стенками из какой-либо жидкости и легких органы воздушного дыхания у человека, всех млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, большинства земноводных, а также у некоторых рыб (двоякодышащих, кистепёрых и многопёровых).

Хотя альфа-частицы не могут проникнуть сквозь кожу человека, они могут повредить роговицу роговая оболочка (лат. cornea) — передняя наиболее выпуклая прозрачная часть фиброзной оболочки глазного яблока, одна из светопреломляющих сред глаза. Некоторые альфа-источники также сопровождаются бета-излучающими ядрами, которые, в свою очередь Очередь — определённый порядок в следовании или в движении чего-либо или кого-либо, сопровождаются испусканием гамма-фотонов.

Радон элемент 18-й группы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (по старой классификации — главной подгруппы VIII группы), 6-го периода, с атомным номером 86 является одним из крупнейших источников дозы многозначный термин облучения воздействие ионизирующей радиации на биологические объекты населения в демографии — совокупность людей, живущих на Земле (население Земли) или в пределах конкретной территории — континента, страны, государства, региона, области и так далее. При вдыхании некоторые его частицы прикрепляются к внутренней оболочке легкого и в конечном итоге повреждают клетки структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов в ткани легкого.

Применения

Радиоактивные источники альфа-частиц используются в детекторах дыма устойчивая дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газах, образующаяся при сгорании чего-либо. Америций-241, например, выделяет альфа-частицы, которые ионизируют воздух внутри детектора. Когда дым попадает в оборудование Оборудование (процесс) — работа по обустройству, дополнению чего-либо в среде обитания человека: вещей (напр, он поглощает излучение физике излучение — это передача энергии в форме волн или частиц через пространство или через материальную среду, вызывая тревогу.

Альфа-частицы из полония-210 используются для устранения статического электричества из оборудования. Альфа-частицы притягивают свободные электроны, уменьшая потенциал местного статического электричества совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов. Этот метод широко применяется на бумажных фабриках.

Рентгеновская спектроскопия альфа-частиц используется для определения состава пород и грунтов. НАСА использовало этот процесс на Марсовом разведывательном ровере для сбора криволинейных данных, данных зарегистрированная информация:439; представление фактов, понятий или инструкций в форме, приемлемой для общения, интерпретации, или обработки человеком или с помощью автоматических средств о погоде и активности воды на Марсе.

Космические агентства используют радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РТГ) для питания различных космических аппаратов и спутников, включая «Вояджер 1/2» и «Пионер 10/11». Эти генераторы устройство, производящее какие-либо продукты, вырабатывающее электроэнергию или преобразующее один вид энергии в другой используют плутоний-238 для работы в качестве долговременной батареи. Плутоний-238 испускает альфа-излучение, в результате или Итог (русскоязычный вариант) — последствие цепочки (череды) действий или событий, выраженных качественно или количественно чего образуется тепло, которое преобразуется в электричество.

В настоящее время форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения ученые работают над тем, чтобы использовать разрушительные источники альфа-излучения -частица (α-частица) — положительно заряженная частица, образованная двумя протонами и двумя нейтронами; ядро атома гелия-4 ( 2 4 H e 2 + {displaystyle textstyle {{}_{2}^{4}mathrm {He} ^{2+}}} для лечения процесс, целью которого является облегчение, снятие или устранение симптомов и проявлений того или иного заболевания или травмы, патологического состояния или иного нарушения жизнедеятельности, рака. Они пытаются направить небольшое количество категория, выражающая внешнее, формальное взаимоотношение предметов или их частей, а также свойств, связей: их величину, число, степень проявления того или иного свойства альфа-частиц в опухолевые клетки. Поскольку эти частицы имеют небольшую глубину проникновения, они могут остановить рост процесс увеличения какого-либо качества со временем опухоли патологический процесс, представленный новообразованной тканью, в которой изменения генетического аппарата клеток приводят к нарушению регуляции их роста и дифференцировки или, возможно, уничтожить ее, не затрагивая окружающие здоровые ткани текстильное полотно, изготовленное на ткацком станке переплетением взаимно перпендикулярных систем нитей. Этот вид лечения известен как негерметичная лучевая терапия.