А́льфа-части́нка (α-частинка) — позитивно заряджена частинка, яка випромінюється ядрами деяких радіоактивних атомів. Потік α-частинок іноді називають α-променями. Кожна альфа-частинка складається з 2 нейтронів і 2 протонів, тобто є ядром атома гелію 4He2+.
Альфа-частинка | |
Маса | 6,6E−27 кг |
---|---|
Хімічна формула | He |
Канонічна формула SMILES | [4He++] і [He+2][1] |
Квантове число ізоспіну | 0 |
Z-компонента ізоспіну | 0 |
Магнітний момент | 0 J/T |
Альфа-частинка у Вікісховищі |
Альфа-частинки, маючи у своєму складі два протони та два нейтрони, є подвійними магічними ядрами, тобто відзначаються особливою стабільністю.
Альфа-частинки є одним з продуктів спонтанного розпаду радіоактивних ізотопів, таких як радій чи торій. Процес емісії, альфа-розпад, трансформує один хімічний елемент на інший, знижуючи атомне (чи протонне) число на два та атомну масу (чи ядерне число) на чотири. Альфа-розпад можливий завдяки явищу квантового тунелювання. Кінетична енергія альфа-частинок, які утворюються під час альфа-розпаду, зазвичай становить кілька МеВ. При зіткненнях з атомами середовища новоутворена альфа-частинка сповільнюється, і, урешті-решт, приєднує до себе два електрони, перетворюючись на нейтральний атом гелію.
Джерела альфа-частинок
Альфа-розпад
Найпоширеніше штучне джерело альфа-частинок — нестабільні важкі ізотопи, що розпадаються через альфа-канал. Альфа-розпад відбувається за рахунок двох фундаментальних взаємодій: електромагнітної і сильної. За рахунок кулонівських сил альфа-частинка відштовхується від ядра, і, за відсутності інших чинників, залишила б його за час близько 10−23 секунди, але сильна взаємодія, навпаки, притягає її до ядра, причому зі значно більшою силою. Втім, сильна взаємодія має дуже обмежений радіус, тому якщо альфа-частинка опиниться на деякій відстані від ядра, то вона залишає його й розганяється кулонівськими силами до великої швидкості. Оскільки у квантовій механіці положення частинки є невизначеним, вона має деяку ймовірність тунелювати через потенційний бар'єр. Ця ймовірність залежить від висоти цього бар'єру, яка зменшується з ростом заряду ядра. Це пов'язано з тим, що далекодійні електромагнітні сили, відштовхують частинку від кожного протону ядра, тоді як близькодійні ядерні сили притягують її лише до найближчих нуклонів. Через це, альфа-розпад є більш характерним для важких ядер.
При альфа-розпаді виділяється енергія
Де M — маси початкового ядра, ядра, з кількістю протонів і нейтронів меншою на 2, і ядра альфа-частинки відповідно. Якщо Q > 0, то реакція стає енергетично вигідною, а отже альфа-частинка має шанс подолати потенційний бар'єр, і вийти з ядра. Найлегший ізотоп, для якого альфа-розпад спостерігається з немізерною ймовірністю це телур-106.. Легкі ізотопи, наприклад, берилій-8, також утворюють альфа-частинки при розпаді, проте розпад таких ядер часто не відносять до альфа-розпадів, але до поділу складних ядер. Кінетична енергія альфа-частинок варіюється від 1.83 Мев(144Nd) до 11,65 Мев(ізомер 212mPo)
Загалом відомо близько 300 ізотопів, у яких спостерігається альфа-розпад. Найбільш практично важливими можна назвати:
- Торій-228, 229, 230, 232,
- Уран-232, 233, 234, 235, 236, 238,
- Плутоній-238, 239, 240, 241, 242,
- Кюрій-242, 243, 244, 245, 246,
- Каліфорній 249, 250, 251, 252,
- Гадоліній-148 і 150,
- Америцій-241 і 243,
- Полоній-210,
- Самарій-146,
- Берклій-247,
- Радій-226,
- Актиний-227,
- Протактиній-231,
- Нептуній-237
Потрійний розпад
Рідкісна форма поділу ядра, як спровокованого тепловим нейтроном так і спонтанного. У кількох випадках на тисячу, ядро важкого елементу може розпастися на три (або більше) частини. В таких реакціях, в більшості випадків одним з продуктів розпаду є альфа-частинка.
Кінетична енергія альфа-частинок, що виділяються при потрійному розпаді, значно вища за енергію продуктів альфа-розпаду, і в середньому складає 16 мЕв.
Космічні промені
Трохи менше за 10 % від усіх космічних променів складають альфа-частинки. Природа виникнення космічних променів досі не є достатньо вивченою.
Фізичні властивості
Альфа-частинка є сферично-симетричним об'єктом, має радіус приблизно 2×10−13 сантиметрів і заряд +2.
Маса альфа-частинки складає 3,727 ГеВ, що відповідає 4,0015 а.о.м. або 6,645×10−27 кілограмів.
Для розділення альфа-частинки на складові, потрібно витратити 28,3 МеВ (7,08 МеВ на нуклон), тобто альфа-частинка є дуже сильно зв'язаною й стабільною
Спін і магнітний момент альфа-частинки дорівнює нулю, тобто альфа-частинка належить до бозонів.
Історія
Відкриття
Після відкриття 1896 року Антуаном Беккерелем радіоактивності, а 1898 року П'єром і Марією Кюрі радію, фізики отримали потужні джерела радіоактивного випромінювання, що дало поштовх для подальших досліджень.
У 1899 і 1900 роках, паралельно Ернест Резерфорд, працюючи у Монреалі, і у Парижі, розділили усі джерела радіоактивного випромінювання на три типи залежно від дії на частинки магнітного поля, а також проникної здатності. Альфа-променями Резерфорд назвав частинки з найменшою проникною здатністю і позитивним зарядом (два інші типи отримали назву бета- і гамма-випромінвання). Також він підрахував відношення маси альфа-частинки до її заряду, і, виходячи з цих даних, припустив, що частинка є двічі іонізованим атомом гелію. У 1908 році, Резерфорд підтвердив це припущення, показавши, що альфа-випромінювання супроводжується появою атомів гелію. Для цього радіоактивне джерело було розміщено в скляній ампулі з дуже тонкими стінками, що пропускали альфа-частинки. Ця ампула була поміщена в іншу, з товщими стінками. Через деякий час після початку експерименту, за допомогою спектроскопії було показано, що у зовнішній ампулі накопичився гелій.
Експеримент з золотою фольгою
У 1911, продовжуючи досліджувати альфа-частинки, Резерфорд разом з Гансом Гейгером і Ернестом Марсденом провели свій славнозвісний експеримент з обстрілювання альфа-частинками золотої фольги. У цьому експерименті золота фольга, товщиною менше мікрону (за такої товщини, у фользі було лише кілька сотень шарів атомів) обстрілювалася альфа-частинками, що вилітали з радієвого джерела, а після проходження через фольгу замірялися кути, на які альфа-частинки розсіювалися. Під час цього експерименту було відкрито, що, хоча зазвичай при прольоті через тонкий шар речовини, альфа-частинка лише відхиляється на невеликий кут, проте зрідка (приблизно в одному випадку на 8000) відбивається назад. Ці експерименти врешті-решт призвели до відкриття сучасних уявлень про будову атому: масивне й невелике атомне ядро в центрі атому, і електрони на великій відстані навколо нього. До цих експериментів найбільш поширеним уявленням про будову атому була модель Томпсона, або пудингова модель — позитивно заряджений атом, в якому, немов родзинки в кексі, сидять електрони. Але ця модель ніяк не могла пояснити поведінку альфа-частинок: легкий електрон не міг відбити важку альфа-частинку, а ніяких інших структурних елементів ця модель не передбачала.
Ядерні реакції
Трансмутація елементів під час радіоактивного розпаду була відома ще з 1901 року, але 1917 року Резерфорд відкрив й інший тип перетворень. Випускаючи альфа-частинки в повітря він помітив, що це призводить до виникнення іонів водню. Пізніше було показано, що причиною цього є реакція альфа-частинок з азотом, що породжувала нестабільний ізотоп оксигену і протон:
- 14N + α → 17O + p
Це було першою відкритою ядерною реакцією.
Використання
У медицині
Існують перспективи використання альфа-частинок для лікування ракових пухлин. За даними досліджень, для руйнування ракової клітини достатньо трьох влучань у неї альфа-частинки, тоді як при використанні бета-променів потрібно кілька тисяч влучань. Крім того, низька проникна здатність альфа-частинок дозволяє використовувати їх більш точково.
Іншим медичним застосуванням альфа-частинок є радонові ванни — за деякими даними, купання у насиченій радоном воді, або приймання її внутрішньо, може бути корисною для здоров'я. Однак, використання таких процедур може бути пов'язане з радіаційною небезпекою через те, що при них шкіра і легені опромінюються сильніше, ніж інші органи, що може підвищувати ризик розвитку пухлин в них.
Також альфа-частинки, завдяки своїм іонізуючим властивостям, використовуються в іонізаторах. Конструктивним елементом ізотопного іонізатора може виступати джерело альфа-випромінювання. Альфа-частинки, що виділяються ним, активно іонізують повітря, після чого позитивні і негативні іони розділяються електричним полем. Іонізоване повітря використовується для аеройонотерапії.
Радіоізотопні джерела енергії
Ізотопи, що випромінюють альфа-частинки, широко використовуються в радіонуклідних батареях. Їхніми перевагами в цій якості є висока енергетичність альфа-частинок (наприклад, питома потужність полонія-210 становить 1200 ват на кубічний сантиметр), а також низька їх проникна здатність, через що знімати енергію можна на невеликій ділянці простору. Радіоізотопні джерела енергії активно використовуються в умовах відсутності доступу до зовнішніх джерел енергії, в першу чергу, в космічних апаратах.
Детектори диму
В іонізаційних детекторах диму є невелика кількість (менше мікрограму) радіоактивної речовини (зазвичай, амеріцію у детекторах, що випускалися в США або плутонію, у виготовлених в СРСР). Альфа-частинки, що їх випромінює джерело, іонізують повітря у спеціальній камері детектору, завдяки чому, якщо вмістити в цю камеру два електроди, між ними починає текти струм. Коли частинки диму потрапляють до детектора, вони притягують вільні іони до себе, через що струм зменшується, що й реєструється приладом. Такі детектори є дешевшими за більш сучасні фотоелектричні, проте мають більші шанси на помилкові тривоги, а також, несуть радіаційні ризики в разі неправильної утилізації.
Джерела нейтронів
При обстрілюванні берилію-9 року льфа-частинками відбувається реакція
Альфа-частинки для цієї реакції отримують при розпаді радію або плутонію. Такі джерела є порівняно недорогими і простими у використанні. Один грам радію дає вихід у 107 нейтронів за секунду, тобто приблизно один нейтрон на 3000 випущених альфа-частинок.
Недоліком таких джерел є широкий енергетичний спектр нейтронів на виході, а також гамма-кванти, що також утворюються при цій реакції.
Взаємодія з речовиною
Завдяки значній кінетичній енергії альфа-частинки дуже інтенсивно взаємодіють з атомами середовища. Довжина їх пробігу пропорційна кубу початкової швидкості (або четвертому ступеню швидкості для частинок з початковою енергією більшою за 11 МеВ), але не перевищує кількох міліметрів у конденсованих середовищах, і кількох сантиметрів — у повітрі.
Альфа-частинки взаємодіють з речовиною кількома способами:
Пружне розсіяння
Пружним розсіянням називається ситуація, при якій сумарна кінетична енергія після зіткнення не змінюється, а лише відбувається перерозподіл енергії й імпульсу між частинками.
Альфа-частинки практично не розсіюються на електронах через велику масу (максимальне відхилення альфа-частинок при розсіянні на електроні становить тридцять кутових секунд), а розсіяння на ядрі описується формулою Резерфорда:
де N — кількість частинок, що падають на одиницю площі мішені за 1 секунду; n — об'ємна концентрація ядер; d — товщина мішені; Z — заряд ядра-розсіювача; z, m і v — заряд, маса и швидкість частинки. Ця формула побудована з урахуванням лише кулонівських сил, і тому не враховує різноманітні квантові ефекти. Квантові ефекти враховано у формулі Мотта.
Непружне розсіяння на електронах
В результаті такого розсіяння електрон вибивається з атома, який, відповідно, іонізується, а сама альфа-частинка втрачає деяку частину своєї енергії. Через заряд +2, велику масу і запаси кінетичної енергії, під час пробігу, альфа-частинка дуже активно іонізує атоми на своєму шляху, (декілька тисяч пар іонів на мікрон пробігу у біологічних тканинах, загальна кількість атомів, іонізованих однією частинкою може досягати двохсот п'ятдесяти тисяч). Іонізація спричиняє велику кількість небезпечних хімічних реакцій (утворення вільних радикалів і т. ін.), тому для альфа-випромінювання приймається рівною десяти (на цій шкалі за одиницю приймається біологічний ефект, створюваний електронами й гамма-випромінюванням).
Інтенсивність іонізації, створюваної альфа-частинкою, нелінійно залежить від її енергії. Цю залежність демонструє крива Бреґґа. З неї видно, що найбільш інтенсивно альфа-частинка втрачає енергію незадовго до зупинки.
Непружне розсіяння на ядрах
У цьому випадку в альфа-частинки вистачає енергії для того, щоб перескочити через кулонівський бар'єр, і злитися з ядром. Після цього, зазвичай, утворюється проміжне нестабільне ядро, що невдовзі розпадається, виділяючи нейтрони, гамма-кванти або заряджені частинки.
Див. також
Примітки
- alpha particle
- Альфа-распад [ 22 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Альфа-распад [ 22 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- альфа-распад [ 5 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Nuclear Wallet Cards [ 22 грудня 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- Альфа-распад. Кулоновский и центробежный барьеры. [ 21 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- ЯДЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ [ 25 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Triton and alpha emission in the thermal-neutron-induced ternary fission of U233, U235, Pu239, and Pu241(англ.)
- α-accompanied cold ternary fission of Pu238–244 isotopes in equatorial and collinear configuration(англ.)
- Ternary Fission [ 21 листопада 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- Ternary Fission Process [ 2 лютого 2017 у Wayback Machine.](англ.)
- . Архів оригіналу за 22 листопада 2016. Процитовано 21 листопада 2016.
- Альфа-частица [ 24 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Альфа-частица [ 5 квітня 2017 у Wayback Machine.](рос.)
- О физиках и физике [ 23 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- What is the Alpha Particle? [ 23 листопада 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- Опыт Резерфорда [ 22 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Transmutation of the Elements [ 24 листопада 2016 у Wayback Machine.](англ.)
- Альфа излучение-полезная радиоактивность [ 26 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Альфа-терапия [ 25 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Эксперименты с воздействием полониевого генератора на различных людей [ 25 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- How smoke detectors work [ 9 жовтня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
- Военная и гражданская техника — датчики дыма [ 26 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Источники нейтронов [ 26 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Взаимодействие альфа-частиц с веществом [ 23 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Альфа-излучение [ 21 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
- Взаимодействие альфа- и бета-излучения с веществом [ 26 листопада 2016 у Wayback Machine.](рос.)
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
A lfa chasti nka a chastinka pozitivno zaryadzhena chastinka yaka viprominyuyetsya yadrami deyakih radioaktivnih atomiv Potik a chastinok inodi nazivayut a promenyami Kozhna alfa chastinka skladayetsya z 2 nejtroniv i 2 protoniv tobto ye yadrom atoma geliyu 4He2 Alfa chastinkaMasa6 6E 27 kgHimichna formulaHeKanonichna formula SMILES 4He i He 2 1 Kvantove chislo izospinu0Z komponenta izospinu0Magnitnij moment0 J T Alfa chastinka u Vikishovishi Alfa chastinki mayuchi u svoyemu skladi dva protoni ta dva nejtroni ye podvijnimi magichnimi yadrami tobto vidznachayutsya osoblivoyu stabilnistyu Alfa chastinki ye odnim z produktiv spontannogo rozpadu radioaktivnih izotopiv takih yak radij chi torij Proces emisiyi alfa rozpad transformuye odin himichnij element na inshij znizhuyuchi atomne chi protonne chislo na dva ta atomnu masu chi yaderne chislo na chotiri Alfa rozpad mozhlivij zavdyaki yavishu kvantovogo tunelyuvannya Kinetichna energiya alfa chastinok yaki utvoryuyutsya pid chas alfa rozpadu zazvichaj stanovit kilka MeV Pri zitknennyah z atomami seredovisha novoutvorena alfa chastinka spovilnyuyetsya i ureshti resht priyednuye do sebe dva elektroni peretvoryuyuchis na nejtralnij atom geliyu Dzherela alfa chastinokAlfa rozpad Dokladnishe Alfa rozpad Najposhirenishe shtuchne dzherelo alfa chastinok nestabilni vazhki izotopi sho rozpadayutsya cherez alfa kanal Alfa rozpad vidbuvayetsya za rahunok dvoh fundamentalnih vzayemodij elektromagnitnoyi i silnoyi Za rahunok kulonivskih sil alfa chastinka vidshtovhuyetsya vid yadra i za vidsutnosti inshih chinnikiv zalishila b jogo za chas blizko 10 23 sekundi ale silna vzayemodiya navpaki prityagaye yiyi do yadra prichomu zi znachno bilshoyu siloyu Vtim silna vzayemodiya maye duzhe obmezhenij radius tomu yaksho alfa chastinka opinitsya na deyakij vidstani vid yadra to vona zalishaye jogo j rozganyayetsya kulonivskimi silami do velikoyi shvidkosti Oskilki u kvantovij mehanici polozhennya chastinki ye neviznachenim vona maye deyaku jmovirnist tunelyuvati cherez potencijnij bar yer Cya jmovirnist zalezhit vid visoti cogo bar yeru yaka zmenshuyetsya z rostom zaryadu yadra Ce pov yazano z tim sho dalekodijni elektromagnitni sili vidshtovhuyut chastinku vid kozhnogo protonu yadra todi yak blizkodijni yaderni sili prityaguyut yiyi lishe do najblizhchih nukloniv Cherez ce alfa rozpad ye bilsh harakternim dlya vazhkih yader Pri alfa rozpadi vidilyayetsya energiya Q Ma Ma 4 Ma c2 displaystyle Q M a M a 4 M alpha c 2 De M masi pochatkovogo yadra yadra z kilkistyu protoniv i nejtroniv menshoyu na 2 i yadra alfa chastinki vidpovidno Yaksho Q gt 0 to reakciya staye energetichno vigidnoyu a otzhe alfa chastinka maye shans podolati potencijnij bar yer i vijti z yadra Najlegshij izotop dlya yakogo alfa rozpad sposterigayetsya z nemizernoyu jmovirnistyu ce telur 106 Legki izotopi napriklad berilij 8 takozh utvoryuyut alfa chastinki pri rozpadi prote rozpad takih yader chasto ne vidnosyat do alfa rozpadiv ale do podilu skladnih yader Kinetichna energiya alfa chastinok variyuyetsya vid 1 83 Mev 144Nd do 11 65 Mev izomer 212mPo Zagalom vidomo blizko 300 izotopiv u yakih sposterigayetsya alfa rozpad Najbilsh praktichno vazhlivimi mozhna nazvati Torij 228 229 230 232 Uran 232 233 234 235 236 238 Plutonij 238 239 240 241 242 Kyurij 242 243 244 245 246 Kalifornij 249 250 251 252 Gadolinij 148 i 150 Americij 241 i 243 Polonij 210 Samarij 146 Berklij 247 Radij 226 Aktinij 227 Protaktinij 231 Neptunij 237Potrijnij rozpad Ridkisna forma podilu yadra yak sprovokovanogo teplovim nejtronom tak i spontannogo U kilkoh vipadkah na tisyachu yadro vazhkogo elementu mozhe rozpastisya na tri abo bilshe chastini V takih reakciyah v bilshosti vipadkiv odnim z produktiv rozpadu ye alfa chastinka Kinetichna energiya alfa chastinok sho vidilyayutsya pri potrijnomu rozpadi znachno visha za energiyu produktiv alfa rozpadu i v serednomu skladaye 16 mEv Kosmichni promeni Trohi menshe za 10 vid usih kosmichnih promeniv skladayut alfa chastinki Priroda viniknennya kosmichnih promeniv dosi ne ye dostatno vivchenoyu Fizichni vlastivostiAlfa chastinka ye sferichno simetrichnim ob yektom maye radius priblizno 2 10 13 santimetriv i zaryad 2 Masa alfa chastinki skladaye 3 727 GeV sho vidpovidaye 4 0015 a o m abo 6 645 10 27 kilogramiv Dlya rozdilennya alfa chastinki na skladovi potribno vitratiti 28 3 MeV 7 08 MeV na nuklon tobto alfa chastinka ye duzhe silno zv yazanoyu j stabilnoyu Spin i magnitnij moment alfa chastinki dorivnyuye nulyu tobto alfa chastinka nalezhit do bozoniv IstoriyaVidkrittya Pislya vidkrittya 1896 roku Antuanom Bekkerelem radioaktivnosti a 1898 roku P yerom i Mariyeyu Kyuri radiyu fiziki otrimali potuzhni dzherela radioaktivnogo viprominyuvannya sho dalo poshtovh dlya podalshih doslidzhen U 1899 i 1900 rokah paralelno Ernest Rezerford pracyuyuchi u Monreali i u Parizhi rozdilili usi dzherela radioaktivnogo viprominyuvannya na tri tipi zalezhno vid diyi na chastinki magnitnogo polya a takozh proniknoyi zdatnosti Alfa promenyami Rezerford nazvav chastinki z najmenshoyu proniknoyu zdatnistyu i pozitivnim zaryadom dva inshi tipi otrimali nazvu beta i gamma viprominvannya Takozh vin pidrahuvav vidnoshennya masi alfa chastinki do yiyi zaryadu i vihodyachi z cih danih pripustiv sho chastinka ye dvichi ionizovanim atomom geliyu U 1908 roci Rezerford pidtverdiv ce pripushennya pokazavshi sho alfa viprominyuvannya suprovodzhuyetsya poyavoyu atomiv geliyu Dlya cogo radioaktivne dzherelo bulo rozmisheno v sklyanij ampuli z duzhe tonkimi stinkami sho propuskali alfa chastinki Cya ampula bula pomishena v inshu z tovshimi stinkami Cherez deyakij chas pislya pochatku eksperimentu za dopomogoyu spektroskopiyi bulo pokazano sho u zovnishnij ampuli nakopichivsya gelij Eksperiment z zolotoyu folgoyu Dokladnishe Eksperiment Gejgera Marsdena rozsiyuvannya alfa chastinok na metalevij folzi U 1911 prodovzhuyuchi doslidzhuvati alfa chastinki Rezerford razom z Gansom Gejgerom i Ernestom Marsdenom proveli svij slavnozvisnij eksperiment z obstrilyuvannya alfa chastinkami zolotoyi folgi U comu eksperimenti zolota folga tovshinoyu menshe mikronu za takoyi tovshini u folzi bulo lishe kilka soten shariv atomiv obstrilyuvalasya alfa chastinkami sho vilitali z radiyevogo dzherela a pislya prohodzhennya cherez folgu zamiryalisya kuti na yaki alfa chastinki rozsiyuvalisya Pid chas cogo eksperimentu bulo vidkrito sho hocha zazvichaj pri proloti cherez tonkij shar rechovini alfa chastinka lishe vidhilyayetsya na nevelikij kut prote zridka priblizno v odnomu vipadku na 8000 vidbivayetsya nazad Ci eksperimenti vreshti resht prizveli do vidkrittya suchasnih uyavlen pro budovu atomu masivne j nevelike atomne yadro v centri atomu i elektroni na velikij vidstani navkolo nogo Do cih eksperimentiv najbilsh poshirenim uyavlennyam pro budovu atomu bula model Tompsona abo pudingova model pozitivno zaryadzhenij atom v yakomu nemov rodzinki v keksi sidyat elektroni Ale cya model niyak ne mogla poyasniti povedinku alfa chastinok legkij elektron ne mig vidbiti vazhku alfa chastinku a niyakih inshih strukturnih elementiv cya model ne peredbachala Yaderni reakciyi Transmutaciya elementiv pid chas radioaktivnogo rozpadu bula vidoma she z 1901 roku ale 1917 roku Rezerford vidkriv j inshij tip peretvoren Vipuskayuchi alfa chastinki v povitrya vin pomitiv sho ce prizvodit do viniknennya ioniv vodnyu Piznishe bulo pokazano sho prichinoyu cogo ye reakciya alfa chastinok z azotom sho porodzhuvala nestabilnij izotop oksigenu i proton 14N a 17O p Ce bulo pershoyu vidkritoyu yadernoyu reakciyeyu VikoristannyaU medicini Isnuyut perspektivi vikoristannya alfa chastinok dlya likuvannya rakovih puhlin Za danimi doslidzhen dlya rujnuvannya rakovoyi klitini dostatno troh vluchan u neyi alfa chastinki todi yak pri vikoristanni beta promeniv potribno kilka tisyach vluchan Krim togo nizka pronikna zdatnist alfa chastinok dozvolyaye vikoristovuvati yih bilsh tochkovo Inshim medichnim zastosuvannyam alfa chastinok ye radonovi vanni za deyakimi danimi kupannya u nasichenij radonom vodi abo prijmannya yiyi vnutrishno mozhe buti korisnoyu dlya zdorov ya Odnak vikoristannya takih procedur mozhe buti pov yazane z radiacijnoyu nebezpekoyu cherez te sho pri nih shkira i legeni oprominyuyutsya silnishe nizh inshi organi sho mozhe pidvishuvati rizik rozvitku puhlin v nih Takozh alfa chastinki zavdyaki svoyim ionizuyuchim vlastivostyam vikoristovuyutsya v ionizatorah Konstruktivnim elementom izotopnogo ionizatora mozhe vistupati dzherelo alfa viprominyuvannya Alfa chastinki sho vidilyayutsya nim aktivno ionizuyut povitrya pislya chogo pozitivni i negativni ioni rozdilyayutsya elektrichnim polem Ionizovane povitrya vikoristovuyetsya dlya aerojonoterapiyi Radioizotopni dzherela energiyi Izotopi sho viprominyuyut alfa chastinki shiroko vikoristovuyutsya v radionuklidnih batareyah Yihnimi perevagami v cij yakosti ye visoka energetichnist alfa chastinok napriklad pitoma potuzhnist poloniya 210 stanovit 1200 vat na kubichnij santimetr a takozh nizka yih pronikna zdatnist cherez sho znimati energiyu mozhna na nevelikij dilyanci prostoru Radioizotopni dzherela energiyi aktivno vikoristovuyutsya v umovah vidsutnosti dostupu do zovnishnih dzherel energiyi v pershu chergu v kosmichnih aparatah Detektori dimu V ionizacijnih detektorah dimu ye nevelika kilkist menshe mikrogramu radioaktivnoyi rechovini zazvichaj americiyu u detektorah sho vipuskalisya v SShA abo plutoniyu u vigotovlenih v SRSR Alfa chastinki sho yih viprominyuye dzherelo ionizuyut povitrya u specialnij kameri detektoru zavdyaki chomu yaksho vmistiti v cyu kameru dva elektrodi mizh nimi pochinaye tekti strum Koli chastinki dimu potraplyayut do detektora voni prityaguyut vilni ioni do sebe cherez sho strum zmenshuyetsya sho j reyestruyetsya priladom Taki detektori ye deshevshimi za bilsh suchasni fotoelektrichni prote mayut bilshi shansi na pomilkovi trivogi a takozh nesut radiacijni riziki v razi nepravilnoyi utilizaciyi Dzherela nejtroniv Pri obstrilyuvanni beriliyu 9 roku lfa chastinkami vidbuvayetsya reakciya He24 Be49 C612 n01 5 5 Mev displaystyle He 2 4 Be 4 9 rightarrow C 6 12 n 0 1 5 5 mbox Mev Alfa chastinki dlya ciyeyi reakciyi otrimuyut pri rozpadi radiyu abo plutoniyu Taki dzherela ye porivnyano nedorogimi i prostimi u vikoristanni Odin gram radiyu daye vihid u 107 nejtroniv za sekundu tobto priblizno odin nejtron na 3000 vipushenih alfa chastinok Nedolikom takih dzherel ye shirokij energetichnij spektr nejtroniv na vihodi a takozh gamma kvanti sho takozh utvoryuyutsya pri cij reakciyi Vzayemodiya z rechovinoyuZavdyaki znachnij kinetichnij energiyi alfa chastinki duzhe intensivno vzayemodiyut z atomami seredovisha Dovzhina yih probigu proporcijna kubu pochatkovoyi shvidkosti abo chetvertomu stupenyu shvidkosti dlya chastinok z pochatkovoyu energiyeyu bilshoyu za 11 MeV ale ne perevishuye kilkoh milimetriv u kondensovanih seredovishah i kilkoh santimetriv u povitri Alfa chastinki vzayemodiyut z rechovinoyu kilkoma sposobami Pruzhne rozsiyannya Pruzhnim rozsiyannyam nazivayetsya situaciya pri yakij sumarna kinetichna energiya pislya zitknennya ne zminyuyetsya a lishe vidbuvayetsya pererozpodil energiyi j impulsu mizh chastinkami Alfa chastinki praktichno ne rozsiyuyutsya na elektronah cherez veliku masu maksimalne vidhilennya alfa chastinok pri rozsiyanni na elektroni stanovit tridcyat kutovih sekund a rozsiyannya na yadri opisuyetsya formuloyu Rezerforda s 8 14Nnd zZe2mv2 21sin48 2 displaystyle sigma theta frac 1 4 Nnd left frac zZe 2 mv 2 right 2 frac 1 sin 4 theta 2 de N kilkist chastinok sho padayut na odinicyu ploshi misheni za 1 sekundu n ob yemna koncentraciya yader d tovshina misheni Z zaryad yadra rozsiyuvacha z m i v zaryad masa i shvidkist chastinki Cya formula pobudovana z urahuvannyam lishe kulonivskih sil i tomu ne vrahovuye riznomanitni kvantovi efekti Kvantovi efekti vrahovano u formuli Motta Nepruzhne rozsiyannya na elektronah Kriva Brega dlya chastinok z energiyeyu 5 49 MeV V rezultati takogo rozsiyannya elektron vibivayetsya z atoma yakij vidpovidno ionizuyetsya a sama alfa chastinka vtrachaye deyaku chastinu svoyeyi energiyi Cherez zaryad 2 veliku masu i zapasi kinetichnoyi energiyi pid chas probigu alfa chastinka duzhe aktivno ionizuye atomi na svoyemu shlyahu dekilka tisyach par ioniv na mikron probigu u biologichnih tkaninah zagalna kilkist atomiv ionizovanih odniyeyu chastinkoyu mozhe dosyagati dvohsot p yatdesyati tisyach Ionizaciya sprichinyaye veliku kilkist nebezpechnih himichnih reakcij utvorennya vilnih radikaliv i t in tomu dlya alfa viprominyuvannya prijmayetsya rivnoyu desyati na cij shkali za odinicyu prijmayetsya biologichnij efekt stvoryuvanij elektronami j gamma viprominyuvannyam Intensivnist ionizaciyi stvoryuvanoyi alfa chastinkoyu nelinijno zalezhit vid yiyi energiyi Cyu zalezhnist demonstruye kriva Bregga Z neyi vidno sho najbilsh intensivno alfa chastinka vtrachaye energiyu nezadovgo do zupinki Nepruzhne rozsiyannya na yadrah U comu vipadku v alfa chastinki vistachaye energiyi dlya togo shob pereskochiti cherez kulonivskij bar yer i zlitisya z yadrom Pislya cogo zazvichaj utvoryuyetsya promizhne nestabilne yadro sho nevdovzi rozpadayetsya vidilyayuchi nejtroni gamma kvanti abo zaryadzheni chastinki Div takozhBeta chastinki Gamma kvant Beta rozpad Radioaktivnist Alfa spektrometr Alfa viprominyuvannyaPrimitkialpha particle d Track Q116031405 Alfa raspad 22 listopada 2016 u Wayback Machine ros Alfa raspad 22 listopada 2016 u Wayback Machine ros alfa raspad 5 listopada 2016 u Wayback Machine ros Nuclear Wallet Cards 22 grudnya 2016 u Wayback Machine angl Alfa raspad Kulonovskij i centrobezhnyj barery 21 listopada 2016 u Wayback Machine ros YaDERNAYa INDUSTRIYa 25 listopada 2016 u Wayback Machine ros Triton and alpha emission in the thermal neutron induced ternary fission of U233 U235 Pu239 and Pu241 angl a accompanied cold ternary fission of Pu238 244 isotopes in equatorial and collinear configuration angl Ternary Fission 21 listopada 2016 u Wayback Machine angl Ternary Fission Process 2 lyutogo 2017 u Wayback Machine angl Arhiv originalu za 22 listopada 2016 Procitovano 21 listopada 2016 Alfa chastica 24 listopada 2016 u Wayback Machine ros Alfa chastica 5 kvitnya 2017 u Wayback Machine ros O fizikah i fizike 23 listopada 2016 u Wayback Machine ros What is the Alpha Particle 23 listopada 2016 u Wayback Machine angl Opyt Rezerforda 22 listopada 2016 u Wayback Machine ros Transmutation of the Elements 24 listopada 2016 u Wayback Machine angl Alfa izluchenie poleznaya radioaktivnost 26 listopada 2016 u Wayback Machine ros Alfa terapiya 25 listopada 2016 u Wayback Machine ros Eksperimenty s vozdejstviem polonievogo generatora na razlichnyh lyudej 25 listopada 2016 u Wayback Machine ros How smoke detectors work 9 zhovtnya 2017 u Wayback Machine angl Voennaya i grazhdanskaya tehnika datchiki dyma 26 listopada 2016 u Wayback Machine ros Istochniki nejtronov 26 listopada 2016 u Wayback Machine ros Vzaimodejstvie alfa chastic s veshestvom 23 listopada 2016 u Wayback Machine ros Alfa izluchenie 21 listopada 2016 u Wayback Machine ros Vzaimodejstvie alfa i beta izlucheniya s veshestvom 26 listopada 2016 u Wayback Machine ros LiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3