|
| bgcolour =
| name = Алфа честичка
| image = [[ПодатотекаImage:AlphaАлфа Decayделба.svg|center|250px]]
| caption = [[Алфа распаѓањеделба]]
| num_types =
| composition = 2 протони, 2 неутрони
| statistics = [[Boson]]ic
| group =
| generation =
| interaction =
|
| antiparticle =
| status =
| theorized =
| discovered =
| symbol = αα, αα<sup>2+</sup>, He<sup>2+</sup>
| mass = {{val|6.64465675644657230|(2982)|e=-27|ul=kg}}<ref name="NIST">
{{cite web
|title=CODATA Value: Alpha particle mass
|accessdate=2011-09-15
}}</ref><br />
{{val|4.001506179125001506466|(6249)|ul=u}}<br />
{{val|3.727379240727379508|(8244)|ul=GeV/c2}}
| mean_lifetime =
| decay_particle =
| num_spin_states =
}}
'''Алфа честичките''' се состојат одсодржат два [[протон]]и и два [[неутрон]]и свразни во честичка идентична на јадротото на [[хелиум]] [[atomic nucleus|nucleus]]. Се добиваат во процестот на [[алфа распаѓање]], но исто така може да бидат произведени и на други начини. Алфа честичките се именувани по првата буква од [[Грчкатагрчката митологија|грчкатаазбука]], [[азбукаAlpha|α]],<math>\alpha</math>. Симболот за алфа честички е α или α2 α<sup>2+</sup>. Бидејќи тие се идентични со хелиум, тие се, исто така, понекогаш се напишани како He2 {{chem|He|2+}} или {{chem|4/2He2 |2|He|2+}} што укажува на хелиум јон со полнеж +2 charge (недостасуваат нејзинитеиспуштајќи два електрониелектрона). Ако [[Јонски кристал|јонски]] добива електрони од неговото опкружување, алфа честичките можат да се запишат како нормални (електро неутрални) хелиум атом {{chem|4|2|He}}.
Некои научни автори може да користат ''двојно јонизиранјонизирани хелиум (He2јадра'' ({{chem|He|2+}}) и ''алфа честички'' како менливи поими. Номенклатурата не е добро дефинирана, а со тоа не сите високо брзински хелиумски јадра,се смета од страна на сите автори,да бидат алфа честички. Како и со [[Бетабета зрацичестички|бета]] и [[Гамагама зракзраци|гама]] зраци / честички, името што се користи за честички,носи некоинекоја благиблага конотација за својот производствен процес и енергија, но тие не се применуваат ригорозно.<ref>
{{Cite journal|last=Darling |first=David
|date=
|title=Алфа честичка
|url=http://www.daviddarling.info/encyclopedia/A/alphapart.html
|work=[[Encyclopedia of Science]]
|accessdate=2010-12-07
| archiveurl= https://web.archive.org/web/20101214053417/http://daviddarling.info/encyclopedia/A/alphapart.html| archivedate= 14 December 2010 <!--DASHBot-->| deadurl= no}}</ref> Така, алфа честичките може слободно да се користат како термин кога се однесуваат на ѕвездените [[хелиум]] реакции (на пример [[Алфа-честичка|процеситроен алфа процес|алфа процеси]]), па дури и кога ќе се појават како компоненти на [[космичките зраци]]. Повисока енергетска верзија на Алфиалфа честички отколку произведени во алфа распаѓање е заеднички производ на невообичаен резултат на [[нуклеарнануклеарната делба]] нареченaнаречена [[тројна делба]]. Сепак, хелиумот во продукција на честички акцелератори ([[циклотрони]], [[синхротронисинхротон]]и, и слично) се со помала веројатност да бидат наведени како "алфа честички".
Алфа честичките, како хелиум, имаат нула нето спин. Поради механизмот на нивното производство во стандарднo алфа радиоактивно распаѓање, алфа честичките обично имаат кинетичка енергија од околу 5 MeV и брзина во близина на 5% од брзината на светлината. (Видете подолу за дискусија за границите на овие бројки во алфа распаѓање.) Тие се високо јонизирачки форми на честички со зрачење, и (кога како резултат на алфа радиоактивното распаѓање) имаат ниска длабочина на пенетрација.Тие се способни да се запрат на неколку сантиметри од воздух, или преку кожата. Сепак, т.н. дострел алфа честички од троичен фисија трипати енергичен, и да навлезат три пати досега. Како што е наведено, јадра на хелиум, кои го формираат 10-12% од космичките зраци обично се и на многу повисока енергија од оние произведени од страна на процесите нуклеарно распаѓање, и на тој начин се способни да бидат многу продорен и способни да напречни на човечкото тело и, исто така, многу метри густа цврст заштитен, во зависност од нивната енергија. Во помала мера, ова е, исто така, важи и за многу јадра високо-енергетски хелиум во продукција на честички акцелератори.
Кога изотопи кои емитуваат алфа честички се апсорбираат, тие се далеку поопасни од нивниот полуживот или стапка на распаѓање,би предложиле, поради високата релативна биолошка ефикасност на алфа зрачењето може да предизвикаат биолошка штета, по навлегувањто на алфа-емитирачките радиоизотопи во живи клетки.Апсорбирачките алфа емитер радиоизотопи (како трансураниди или актиниди) се во просек за околу 20 пати поопасни, и во некои експерименти до 1000 пати поопасен од еквивалентната активност на бета или гама емитувачките радиоизотопи.
Во компјутерската технологија, динамичната меморија за случаен пристап (DRAM) "дискретни грешки" се поврзани со алфа честички во 1978 година во DRAM чипови Интел. Откритие доведе до строга контрола на радиоактивни елементи во пакување на полупроводнички материјали, и проблемот во голема мера се смета да биде решен.
== Извори на Алфа-честички ==
[[File:Растурање на алфа-честички на тенок метален лист.jpg|thumb|мини|десно|Растурање на алфа-честички на тенок метален лист.jpg]]
=== Алфа распаѓање ===
''Главен дел: Алфа распаѓање''
Најпознатиот извор на алфа честички е алфа распаѓање на потешки (> 106u атомска маса) атоми. Кога еден атом емитира алфа честички во алфа распаѓање, масовно бројот на атоми се намалува за четири поради загубата на четирите нуклеони во алфа честичките. Атомскиот број на атомот се спушта по точно две години, како резултат на губење на два протона - атомот станува нов елемент. Примери за овој вид на нуклеарна трансмутацијата се кога станува ураниум ториум или радиум станува радон, поради алфа распаѓање.
Алфа честичките обично се емитираат од сите поголеми радиоактивни јадра како ураниум, ториум, актиниум и радиум, како и трансуранички елементи. За разлика од другите видови на распаѓање, алфа распаѓањето како процес мора да има минимална големина на атомското јадро кои ќе може да го издржи.Најмалото јадро кое треба временски да биде најдено да биде способно од алфа зрачењето се најлесните нуклиди на телириум (елемент 52), со маса броеви помеѓу 106 и 110. Процесот на алфа распаѓање понекогаш го остава јадрото во возбудена состојба, при што емисијата на гама зраците тогаш го отстранува вишокот на енергија.
==== Механизам на производство во алфа распаѓање ====
За разлика од бета распаѓањето, фундаменталните интеракции кои се одговорни за алфа распаѓањето се рамнотежа меѓу електромагнетната сила и нуклеарната сила. Алфа распаѓањето резултира од одбивност Кулон [2] помеѓу алфа честички и остатокот од јадрото, така што и двете имаат позитивен електричен полнеж, но кој се држи под контрола од страна на нуклеарна сила. Во класичната физика, алфа честичките немаат доволно енергија да го избегнат потенцијалот од припадниците на сили во рамките на јадрото (ова добро го вклучува бегството на силна сила да се искачи нагоре од една страна на изворот, што е проследено со електромагнетната сила која предизвикува одбивно оттурнување да слегуваат од другата страна).
Сепак,квантното тунелирање дозволува алфа честичките да избегаат,иако тие немаат доволно енергија за надминување на нуклеарната сила. Ова е дозволено од страна на бранот на природа на материјата, кој им овозможува на алфа честичките да потрошат од своето време во регионот толку далеку од јадрото што потенцијалот од одбивни електромагнетни сили целосно задоволува за атракција на нуклеарната сила.Од оваа точка, алфа честичките може да избегаат,а во квантната механика, по извесно време, тие го прават тоа.
===== Тројна делба =====
Особено енергичните алфа честички кои произлегуваат од нуклеарниот процес се произведуваат во релативно ретко (по еден во неколку стотини) во процесот на нуклеарна фисија на трикомпонентнита фисија. Во овој процес, три наелектризирани честички се произведени од овој случај, наместо во нормален случај-два, со најмалку наелектризирани честички каде најверојатно (90% веројатност) е тоа да бидат алфа честички. Алфа честичките, како што се нарекуваат "голем дострел Алфи",имаат типична енергија од 16 MeV, тие се со далеку повисока енергија отколку што е некогаш произведено од страна на алфа распаѓањето. Тројната фисија се случува и во неутронска индуцирана фисија (нуклеарната реакција што се случува во нуклеарен реактор), а исто така и кога фисионалните и делливи актиниди нуклиди (односно, тешки атоми способни за фисија) подложат на спонтана фисија како форма на радиоактивното распаѓање. Во двете предизвикани и спонтани фисии, на повисока енергија достапни во тешки јадра резултира со голем дострел Алфи на повисока енергија, отколку оние од алфа распаѓање.
====== Акцелатори ======
Енергетските хелиум јадра може да бидат произведени од страна циклотрони, синхротрони и други честички акцелератори, но тие обично не се наведени како "алфа честички."
====== Соларни основни реакции ======
Како што е наведено, хелиумот може да учествува во нуклеарните реакции во ѕвездите, а повремено и историски тие биле наведени како алфа реакции (види на пример троен алфа процес).
==== Космички зраци ====
Покрај тоа, многу висока енергија на хелиумските јадра, понекогаш наречени алфа честички сочинуваат околу 10 до 12% од космичките зраци. Механизмите на производство на космичките зраци продолжи да се дебатира.
== Енергија и апсорпција ==
Енергијата на алфа емитувана во алфа делбата е благо зависна од полуживотот на процесот за емисијата, со многу редови разлики во полу-живот кои се поврзани со енергетските промени на помалку од 50% (види алфа распаѓање).
Енергијата на алфа честичките се емитува варијабилност, со алфа честичките кои имаат повисока енергија се испушта од поголемите јадра, но повеќето алфа честички имаат енергија помеѓу 3 и 7 MeV (мега-електрон-волти), што одговара на многу долг и исклучително краток полуживот од алфа-емитирачките нуклиди, соодветно.
Оваа енергија е значајна количина на енергија за една честичка, но нивната висока маса значи дека алфа честичките имаат помал број на вртежи (со типична кинетичката енергија на 5 MeV; брзината е 15.000 км / s, што е 5% од брзината на светлината) од било кој друг заеднички тип на радијација (β честички, неутрони, итн.) Поради нивната голема маса, алфа честичките лесно се апсорбираат од страна на материјалите, и тие можат да патуваат само неколку сантиметри во воздух. Тие може да се апсорбираат од тенка хартија или од надворешните слоеви на човечката кожа (околу 40 микрометри, што е еквивалентно на неколку клетки длабоко).
== Биолошки ефекти ==
Поради краткиот опсег на апсорпција и неможноста да се навлезе во надворешните слоеви на кожата, алфа честичките не се, во принцип, опасни по живот, освен ако изворот е проголтан или при вдишување, во тој случај тие стануваат исклучително опасни.Поради оваа висока маса и силна апсорпција, ако алфа-емитирачките радионуклиди влезат во телото ( вдишат, проголтаат, или инјектираат, како и со користење на Торострат за висок квалитет на Х-зраци слики пред 1950 година), алфа зрачењето е најдеструктивна форма на јонизирачко зрачење. Тоа е најсилно јонизирачко и со доволно големи дози може да предизвика некои или сите симптоми на труење со радијација. Се проценува дека хромозомот штети од алфа честичките било каде од 10 до 1000 пати поголема од онаа предизвикана од еквивалентен износ на бета или гама зрачење, додека просечната ќе биде поставена на 20 пати. Моќните алфа емитери сее осомничени дека играат улога во рак на белите дробови и рак на мочниот меур во врска со пушењето тутун полониум-210 (еден милиграм на 210Po емитува онолку алфа честички во секунда како 4,215 грама на 226 Ра).210Po беше искористен за да се убие руски дисидент и поранешен офицер на ФСБ Александар В. Литвиненко во 2006 година.
== Историја на откривање и користење ==
Во 1899 и 1900 година, физичарите Ернест Радерфорд (кои работат во Универзитетот Мекгил во Монтреал, Канада) и Пол Вилард (кои работат во Париз) го поделиле зрачењето во три вида: алфа, бета и гама од страна на Радерфорд, врз основа на пенетрацијата на објекти и девијации од магнетното поле.Алфа зраците беа дефинирани од страна на Радерфорд како и оние со најниска пенетрација на обични предмети.
Работата на Радерфорд, исто така, вклучува мерења на соодносот на масата на алфа честички во врска со нивното трошење, која го доведе до хипотезата дека алфа честичките се двојно задолжени за хелиум јони (подоцна се покажа дека е создаден хелиум).Во 1907 година, Ернест Радерфорд и Томас Ројдс конечно докажаа дека алфа честичките навистина беа хелиум јони.За да го направите тоа, тие дозволиле алфа честичките да навлезат во многу тенка чаша на една евакуирана цевка, со зафаќање на голем број на хелиум јони во внатрешноста на цевката .Тогаш тие предизвикаа електрична искра во внатрешноста на цевката, која предизвика врнеж на електрони, кои беа преземени од страна на јони за формирање неутрални атоми на гас. Подоцнежна студија на спектарот на резултантниот гас покажа дека е хелиум и дека алфа честичките навистина беа претпоставени хелиум јони.
Бидејќи алфа честичките се јавуваат природно, но може да имаат енергија доволно високо за да учествува во една нуклеарна реакција, студија за нив доведе до многу рано знаење за нуклеарната физика. Радерфорд користи алфа честички кои се емитираат од радиум бромид за да заклучиме дека Слива пудинг модел на атомот на JJ Томсон беше суштински недостаток.Во експериментот на Радерфорд со златна фолија спроведена од страна на своите студенти Ханс Гајгер и Ернест Марсден,основан е тесен зрак на алфа честички, минувајќи низ многу тенка (дебела неколку стотици атоми) златна фолија. Алфа честичките биле откриени од страна екран цинк сулфид, кој емитува блесок на светлина врз судир на алфа честички. Радерфорд претпоставува дека, под претпоставка "пудинг од сливи" модел на атомот е точно, позитивно наелектризираните алфа честички ќе бидат само малку отклонети, ако и воопшто, од дисперзираните со позитивен полнеж предвидени.
Се покажа дека некои од алфа честичките може се оттргнат во многу поголем агол отколку што се очекува (по предлог од страна на Радерфорд да се провери тоа), а некои дури и речиси директно отскокнуваат назад. Иако повеќето од алфа честичките отишле точно како што се очекуваше, Радерфорд, коментираше дека неколку честички кои се оттргнати се слични на снимањето на петнаесет инчи школка на тенка хартија само за да го преувеличува, повторно преземањето на теоријата "пудинг од сливи" дека е точна . Утврдено е дека атомот со позитивен полнеж бил концентриран во една мала област во неговиот центар, со што на позитивен полнеж доволно густ за да одврати било позитивно наелектризираните алфа честички, кои дојдоа во близина на она што подоцна беше означувано како јадро.
Забелешка: Пред ова откритие, тоа не беше познато дека алфа честичките се самите атомски јадра, ниту пак беше познато постоењето на протоните и неутроните. По ова откритие, J.J. "Пудинг од сливи" моделот на Томсон беше напуштен, и експериментот на Радерфорд доведе до модел Бор (именуван по Нилс Бор), а подоцна и на модерниот бран-механички модел на атомот.
Радерфорд отишол за да ги искористи алфа честичките кои случајно произведуваат она што подоцна се сфатило како режија на нуклеарна трансмутацијата од еден елемент на друг, во 1917 трансмутацијата на елементи од една до друга биле разбрани од 1901 година, како резултат на природно радиоактивното распаѓање, но кога Радерфорд проектирал алфа честички од алфа распаѓање во воздухот, тој открил ова произведува нов тип на зрачење што се покажа како водородни јадра (Радерфорд ги именувал овие протони). Понатамошните експерименти покажаа дека протоните доаѓаат од компонентата азот од воздухот, а реакцијата беше изведена за да биде трансмутација на азот во кислород во реакцијата.
== Апликации ==
Некои детектори за чад содржат мала количина на алфа емитер америциум-241. Алфа честичките јонизираат во воздухот меѓу мал јаз. Мала струја се пренесува преку јонизираниот воздух. Чад честичките од пожар кој влезе во воздухот преку јаз предизвика да се намали протокот на струја, испитувајќи го алармот. Изотопите сее крајно опасни, ако се вдишат или проголтаат, но опасноста е минимална, ако изворот се чува затворен. Многу општини имаат воспоставено програми за да се соберат и да се ослободат од старите детектори за чад, да ги задржи надвор од општиот тек на отпадот.
Алфа распаѓањето може да се обезбеди со безбеден извор на енергија за радиоизотопски термоелектрични генератори кои се користат за вселенските сонди и вештачко срце пејсмејкери. Алфа распаѓањето е многу полесно и заштитено од другите форми на радиоактивното распаѓање. Плутониум-238, извор на алфа честички, има потреба од само 2,5 милиметри на олово штит за заштита од несакано зрачење.
Статичките елиминатори обично користат полониум-210, алфа емитер, за да ги јонизира воздухот, дозволувајќи им на "статички држач" побрзо да изгуби.
Истражувачите се обидуваат да ги користат штетниците на природата на алфа емитувачките радионуклиди во внатрешноста на телото, преку насочување на мали количества кон тумор. Алфите го оштетиле туморот и го запреле неговиот раст, додека нивната мала длабочина на пенетрација го спречува штетното зрачење на околните здрави ткива. Овој вид на терапија на рак се нарекува незапечатен извор радиотерапија.
== Алфа зрачење и грешки RAM меморијата ==
Во компјутерската технологија, динамичната меморија за случаен пристап (DRAM) "дискретни грешки" се поврзани со алфа честички во 1978 година во DRAM чипови Интел. Откритие доведе до строга контрола на радиоактивни елементи во пакување на полупроводнички материјали, и проблемот во голема мера се смета да биде решен.
== Наводи ==
[[Категорија:Хелиум]]
[[Категорија:Зрачење]]
[[Категорија:Радиоактивност]]
| 