Hvad er alfapartikel-Definition

alfapartikler er energiske kerner af helium. Produktionen af alfapartikler kaldes alfa henfald. Alfapartikler består af to protoner og to neutroner bundet sammen til en partikel identisk med en heliumkerne. Alfapartikler er relativt store og bærer en dobbelt positiv ladning. De er ikke meget gennemtrængende, og et stykke papir kan stoppe dem. De rejser kun et par centimeter, men deponerer alle deres energier langs deres korte stier., I atomreaktorer produceres de for eksempel i brændstoffet (alfa-henfald af tunge kerner). Alfapartikler udsendes ofte af alle de tunge radioaktive kerner, der forekommer i naturen (uran, thorium eller radium), såvel som de transuraniske elementer (neptunium, plutonium eller americium). Specielt energiske alfapartikler (undtagen kunstigt accelererede heliumkerner) fremstilles i en nuklear proces, der er kendt som en ternær fission. I denne proces opdeles kernen af uran i tre ladede partikler (fissionsfragmenter) i stedet for de normale to., Den mindste af fissionsfragmenterne sandsynligvis (90% sandsynlighed) er en ekstra energisk alfapartikel.

Interaktion af Alfa-Partikler med Spørgsmål

Da den elektromagnetiske vekselvirkning strækker sig over en vis afstand, det er ikke nødvendigt for en alpha-partikler til at gøre en direkte kollision med et atom. De kan overføre energi blot ved at passere tæt ved., Alfa partikler interagerer med stof primært gennem coulomb kræfter mellem deres positive ladning og den negative ladning af elektronerne fra atomare orbitaler. Generelt overfører alfapartiklerne (som andre ladede partikler) energi for det meste ved:

• e .citation. Den ladede partikel kan overføre energi til atomet, hæve elektroner til et højere energiniveau.
• ionisering. Ionisering kan forekomme, når den ladede partikel har nok energi til at fjerne en elektron. Dette resulterer i en skabelse af ionpar i omgivende stof.,

oprettelse af par kræver energi, som går tabt af alfapartikelens kinetiske energi, hvilket får den til at decelerere. De positive ioner og frie elektroner, der skabes ved passage af alfapartiklen, genforenes derefter og frigiver energi i form af varme (f.eks. Der er betydelige forskelle i måderne ved energitab og spredning mellem passagen af lette ladede partikler, såsom positroner og elektroner, og tunge ladede partikler, såsom fissionsfragmenter, alfapartikler, myoner., De fleste af disse forskelle er baseret på kollisionsprocessens forskellige dynamik. Generelt, når en tung partikel, der kolliderer med en meget lettere partikler (elektroner i den atomare orbitals), love energi-og impulsbevarelse forudser, at kun en lille brøkdel af den massive partikel energi kan overføres til mindre massive partikel. Den faktiske mængde overført energi afhænger af, hvor tæt de ladede partikler passerer gennem atomet, og det afhænger også af begrænsninger fra Kvantisering af energiniveauer.,

Se også: Samspillet mellem Tunge Ladede Partikler med Spørgsmål

Stop Power – Bethe Formel

En bekvem variabel, der beskriver den ionisering egenskaber omgivende medium er bremseevne., Den lineære stoppe strømmen af materiale, der er defineret som forholdet mellem den differentierede tab af energi for en partikel i materialet til de tilsvarende differentieret sti længde:

,hvor T er den kinetiske energi for en ladet partikel, nion er antallet af elektron-ion par dannes per enhed sti længde, og jeg angiver den gennemsnitlige energi, der er nødvendig for at ionize et atom i mediet. For ladede partikler øges s, når partikelhastigheden falder. Det klassiske udtryk, der beskriver det specifikke energitab, er kendt som Bethe-formlen., Den ikke-relativistiske formel blev fundet af Hans Bethe i 1930. Den relativistiske version (se nedenfor) blev også fundet af Hans Bethe i 1932.

I dette udtryk, m er resten massen af elektroner, β er lig med v/c, hvad der udtrykker, at partiklen ‘ s hastighed i forhold til lysets hastighed, γ er Lorentz-faktor af den partikel, Q er lig med sin ladning, Z er atomnummeret af de mellemstore og n er atomer tæthed i volumen. For ikke-relativistiske partikler (tunge ladede partikler er for det meste ikke-relativistiske) er dT/d.afhængig af 1/V2., Dette kan forklares med den større tid, den ladede partikel bruger i elektronens negative felt, når hastigheden er lav.

stopkraften for de fleste materialer er meget høj for tunge ladede partikler, og disse partikler har meget korte intervaller. For eksempel er rækkevidden af en 5 MeV alfapartikel ca. kun 0,002 cm i aluminiumlegering. De fleste alfapartikler kan stoppes af et almindeligt ark papir eller levende væv., Derfor udgør afskærmningen af alfapartikler ikke et vanskeligt problem, men på den anden side kan alfa-radioaktive nuklider føre til alvorlige sundhedsfarer, når de indtages eller indåndes (intern forurening).

Bragg Curve

Bragg-kurven er typisk for alfapartikler og for andre tunge ladede partikler og beskriver energitab af ioniserende stråling under rejse gennem stof. For denne kurve er typisk Bragg-toppen, som er resultatet af 1/V2 afhængighed af stopkraften. Denne top opstår, fordi tværsnittet af interaktion stiger umiddelbart før partiklen kommer til hvile. For det meste af sporet forbliver ladningen uændret, og det specifikke energitab stiger i henhold til 1/V2., Nær slutningen af sporet kan ladningen reduceres gennem elektronopsamling, og kurven kan falde af.

Bragg-kurven adskiller sig også noget på grund af effekten af straggling. For et givet materiale vil området være næsten det samme for alle partikler af samme art med den samme indledende energi. Da detaljerne i de mikroskopiske interaktioner, der gennemgår en bestemt partikel, varierer tilfældigt, kan der observeres en lille variation i området., Denne variation kaldes straggling, og den skyldes den statistiske karakter af energitabsprocessen, som består af et stort antal individuelle kollisioner.

dette fænomen, som beskrives af Bragg-kurven, udnyttes i partikelbehandling af kræft, fordi dette gør det muligt at koncentrere stoppenergien på tumoren, samtidig med at effekten på det omgivende sunde væv minimeres.

---