Ալֆա-մասնիկ

Ալֆա-մասնիկ
Ենթադաս	իոններ
Տեսակ	քիմիական երևույթի տեսակ
Կազմություն	2 պրոտոն, 2 նեյտրոն
Վիճակագրություն	Բոզոն
Նշանակումը	6.64465675(29)×10−2 կգ; 4.001506179125(62) զ. ա. մ.; 3.727379240(82) էՎ
Մասնիկ	α, α2+, He2+
Էլեկտրական լիցք	2 e
Սպին	0
Իզոսպինի z-բաղադրիչ	0
Իզոսպինի քվանտային թիվ	0
	Alpha particles Վիքիպահեստում

Ալֆա-մասնիկ (α-մասնիկ)՝ դրական լիցքավորված մասնիկ, կազմված 2 պրոտոնից և 2 նեյտրոնից, ունեն կրկնակի դրական լիցք և հարաբերորեն մեծ զանգված, որը հավասար է 4 զանգվածի ատոմական միավորներին, իսկ բացարձակ արժեքը գերազանցում է էլեկտրոնին զանգվածին 7300 անգամ։ Ալֆա-մասնիկները հելիումի ատոմի միջուկներ են ( $\textstyle {{}_{2}^{4}\mathrm {He} ^{2+}}$ )։

α-տրոհման ենթական են բազմաթիվ ռադիոակտիվ ծանր տարրերի՝ ուրանի, ռադիումի, թորիումի և այլ իզոտոպների միջուկներ։ Տարբեր α-ճառագայթիչների կիսատրոհման ժամանակաշրջանը տատանվում է 0,3•10⁻⁶ վրկ ( ${{}_{84}{Po}^{212}}$ ) 1,39•10¹⁰ տարի մինչև ( ${{}_{90}{Th}^{232}}$ )։

α-տրոհման ելակետային ռադիոնուկլիդի լիցքը փոքրանում է 2-ով, իսկ զանգվածային թիվը 4-ով։ Այդ պատճառով դուստր վերջանյութը իրենից ներկայացնում է այն տարրի իզոտոպը, որը Մենդելևյան աղյուսակում երկու վանդակով ձախ է գտնվում ելակետայինից («տեղաշարժ դեպի ձախ»)։

Հայտնի են α-տրոհման բազմաթիվ փուլեր.

{{}_{92}{Po}^{234}\rightarrow {}_{90}{Th}^{230}\rightarrow {}_{88}{Ra}^{226}\rightarrow {}_{86}{Rn}^{222}\rightarrow {}_{84}{Po}^{218}\rightarrow {}_{82}{Pb}^{214}}

α-ճառագայթիչների մեծ մասի α-մասնիկների էներգիան տատանվում է 4-9 ՄԷՎ-ի սահմաններում։ Դրա արժեքը նշվում է տրոհման հավասարումը գրանցելիս.

{{}_{87}{Fr}^{220}\rightarrow {}_{2}{He}^{4}+{}_{85}{At}^{216}}

+ 6,81ՄԷՎ

Այդ էներգիան բաշխվում է ճեղքման արգասիքների միջև՝ հակադարձ համեմատական իրենց զանգվածներին։ Տվյալ դեպքում աստատի ատոմի համար այն կազմում է՝ 6,81 • (4։220) = 0,124 ՄԷՎ, իսկ α-մասնիկների համար՝ 6,81 • (216։220) = 6,69 ՄԷՎ։

Եթե α-տրոհումը ուղեկցվում է γ-ճառագայթումով (ինչպես օրինակ ${{}_{92}{U}^{234}}$ -ի աստիճանական α-տրոհման ժամանակ), ապա էներգիայի մի մասը դուրս է բերվում α-քվանտով։

Որոշ α-ճառագայթիչներ արձակում են α-մասնիկներ խիստ որոշակի կինետիկական էներգիայով։ Դրանք մոնոէներգիական ճառագայթիչներ են՝ օրինակ ${{}_{92}{U}^{234}}$ (4,50 ՄԷՎ), ${{}_{88}{Ra}^{221}}$ (6,71 ՄԷՎ) և այլն։ Դրանց կողմից արձակված մասնիկներն ունեն թռիչքի հավասար երկարություն։ Այլ α-ճառագայթիչներ արձակում են էներգիայի երկու կամ ավելի արժեքներով մասնիկներ, ընդ որում մասնիկների յուրաքանչյուր տեսակ ճառագայթման մեջ կազմում է խիստ որոշակի բաժին։ Դրանք պոլիէներգիական ճառագայթիչներ են գծային էներգիական սպեկտրով, օրինակ՝ ${{}_{92}{U}^{235}}$ -ի α-չառագայթումը կազմված է հետևյալ էներգիայով մասնիկներից՝ 4,57 ՄԷՎ (10 %), 4,39 ՄԷՎ (86 %) և 4,18 ՄԷՎ (4%), իսկ ${{}_{88}{Ra}^{228}}$ արձակում 5 տեսակի՝ 5,75 ՄԷՎ (11 %), 5,72 ՄԷՎ (53 %), 5,61 ՄԷՎ (25 %), 5,54 ՄԷՎ (9 %) 5,43 ՄԷՎ (2 %) էներգիաներով α-մասնիկներ։

Տարբեր α-ճառագայթիչների α-մասնիկները օժտված են էներգիայի տարբեր արժեքներով ու այդ պատճառով էլ ունեն թռիչքի տարբեր արագություն։ Այն օդում 17 000 կմ/վրկ է, ինչը կազմում է լույսի արագության 1/20-ը։

α-մասնիկի վազքը ուղիղ համեմատական է նրա էներգիային և հակադարձ համեմատական միջավայրի խտությանը։ Ռադիոակտիվ ատոմների տրոհման ժամանակ արձակվող α-մասնիկներն օժտված են միատեսակ էներգիայով և արագությամբ, որի պատճառով էլ բոլոր հետագծերը ունեն նույն երկարությունը և ուղղագիծ են։ Միայն իրենց թռիչքի վերջում ատոմների միջուկների հետ բախման հետևանքով սկզբնական արագության կորստի պատճառով թեքվում են։

Ալֆա մասնիկները որոշ միջավայրում
α-մասնիկի էներգիան, ՄԷվ	4	6	8	10
Օդը նորմալ պայմաններում, սմ	2,5	4,6	7,4	10,6
Կենսաբանական հյուսվածք, մկմ	31	56	96	130
Ալյումին, մկմ	16	30	48	69

α-մասնիկների կողմից առաջացրած իոնացման գծային խտությունը շատ մեծ է։ Օրինակ 5,4 ՄԷՎ էներգիայով ${{}_{84}{Po}^{216}}$ -ից արձակվող α-մասնիկներն առաջացնում են 154 000 զույգ իոններ։ Քանի որ ${{}_{84}{Po}^{216}}$ -ի α-մասնիկների վազքը օդում չի գերազանցում 3,85 սմ, ուստի 1 մմ վազքի դեպքում α-մասնիկը օդում կառաջացնի մինչև 4 000 զույգ իոններ։ Որքան մեծ է α-մասնիկների էներգիան, այսինքն արագ է դրանց թռիչքը, ապա այնքան փոքր է առաջացրած իոնացման խտությունը։ Աստիճանաբար ծախսվելով էներգիան α-մասնիկների վազքը նյութում դանդաղում է։ Այդ իսկ պատճառով թռիչքի վերջում դրանց կողմից առաջացրած իոնացման տեսակարար խտությունը մեծանում է 3-4 անգամ, իսկ այնուհետև ընկնում մինչև 0։ Քանի որ α-մասնիկների վազքը հակադարձ համեմատական է նյութի խտությանը, իսկ կենսաբանական հյուսվածքը միջինում 730 անգամ խիտ է օդից, ապա α-մասնիկի վազքը, ( ${{}_{84}{Po}^{210}}$ ) կենսաբանական հյուսվածքներում հավասար է մինչև 45 մկմ, սակայն իոնացման խտությունը շատ մեծ է։ Այն միջինում հավասար է 154 000։45 = 3420 զույգ իոնների 1 մկմ ճանապարհին։ Փոքր թափանցելիության հետևանքով α-մասնիկները կարող են լրիվ կասեցվել ստվերաթղթով, հագուստով, ռետինե ձեռնոցներով, վերնամաշկով։ Ուստի որպես արտաքին ճառագայթման աղբյուր դրանք վտանգավոր չեն, սակայն առավել վտանգավոր են օրգանիզմի ներսում, որտեղ կուտակվում են ֆագոցիտոզային միակորիզ համակարգում։

Տես նաև

Ծանոթագրություններ

↑ «CODATA Value: Alpha particle mass». NIST. Վերցված է 2011 թ․ սեպտեմբերի 15–ին-ին.
↑ Krane, Kenneth S. (1988). Introductory Nuclear Physics. John Wiley & Sons. էջեր 246–269. ISBN 0-471-80553-X.

Գրականություն

Ռադիոկենսաբանություն, Մինասյան Ս. Մ., Սարգսյան Ն. Վ.
Theo Mayer-Kuckuk, Kernphysik, Teubner, 6. Aufl. 1994, ISBN 3-519-03223-6
Klaus Bethge, Kernphysik, Springer 1996, ISBN 3-540-61236-X
Jean-Louis Basdevant, James Rich, Michael Spiro, Fundamentals in Nuclear Physics: From Nuclear Structure to Cosmology, Springer 2005, ISBN 0-387-01672-4

Արտաքին հղումներ

Geschwindigkeitsbestimmung von Alphateilchen – dargestellt in einer interaktiven Animation
Das „Glossar Strahlenschutz“ des Forschungszentrums Jülich erläutert viele Begriffe rund um ionisierende Strahlen (Alpha-, Beta-, Gammastrahlung, Regelwerke, Strahlenschutz etc.).

Վիդիո

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Ալֆա-մասնիկ» հոդվածին։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 1, էջ 195)։

[NIST-1] «CODATA Value: Alpha particle mass». NIST. Վերցված է 2011 թ․ սեպտեմբերի 15–ին-ին.

[Krane-2] Krane, Kenneth S. (1988). Introductory Nuclear Physics. John Wiley & Sons. էջեր 246–269. ISBN 0-471-80553-X.

[1]

[2]