Ալֆա-մասնիկ
քիմիական միացություն / From Wikipedia, the free encyclopedia
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 ()։
Ենթադաս | իոններ |
---|---|
Տեսակ | քիմիական երևույթի տեսակ |
Կազմություն | 2 պրոտոն, 2 նեյտրոն |
Վիճակագրություն | Բոզոն |
Նշանակումը | 6.64465675(29)×10−2 կգ[1] 4.001506179125(62) զ. ա. մ. 3.727379240(82) էՎ |
Մասնիկ | α, α2+, He2+ |
Էլեկտրական լիցք | 2 e |
Սպին | 0[2] |
Իզոսպինի z-բաղադրիչ | 0 |
Իզոսպինի քվանտային թիվ | 0 |
Alpha particles Վիքիպահեստում |
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 () 1,39•1010 տարի մինչև ()։
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.
α-ճառագայթիչների մեծ մասի α-մասնիկների էներգիան տատանվում է 4-9 ՄԷՎ-ի սահմաններում։ Դրա արժեքը նշվում է տրոհման հավասարումը գրանցելիս.
- + 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 -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 (4,50 ՄԷՎ), (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՝ -ի α-չառագայթումը կազմված է հետևյալ էներգիայով մասնիկներից՝ 4,57 ՄԷՎ (10 %), 4,39 ՄԷՎ (86 %) և 4,18 ՄԷՎ (4%), իսկ 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։
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 -ից արձակվող α-մասնիկներն առաջացնում են 154 000 զույգ իոններ։ Քանի որ -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, () 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։