アルファ粒子とは何ですか–定義

アルファ粒子はヘリウムのエネルギー核です。 アルファ粒子の生成はアルファ崩壊と呼ばれる。 アルファ粒子は二つの陽子と二つの中性子からなり、ヘリウム核と同一の粒子に結合している。 アルファ粒子は比較的大きく、二重の正電荷を運ぶ。 彼らは非常に浸透しておらず、一枚の紙がそれらを止めることができます。 その旅行のみ、数センチ単位が預託すべてのエネルギーとその短います。, 原子炉では、それらは例えば燃料中で生成される（重核のアルファ崩壊）。 アルファ粒子は、一般的に自然の中で発生する重い放射性核（ウラン、トリウムまたはラジウム）だけでなく、超ウラン元素（ネプツニウム、プルトニウムまたはアメリシウム）のすべてによって放出される。 特に高エネルギーのアルファ粒子（人工的に加速されたヘリウム核を除く）は、三元核分裂として知られる核過程で生成される。 このプロセスでは、ウランの核は、通常の二つの代わりに三つの荷電粒子（核分裂断片）に分割されます。, 核分裂断片の中で最も小さいものは、おそらく（90％の確率で）余分なエネルギーのアルファ粒子である。

アルファ粒子と物質との相互作用

電磁相互作用はある距離にわたって広がっているため、アルファ粒子が原子と直接衝突する必要はありません。 編入が可能でエネルギーだけで通過圏内にあります。, アルファ粒子は、主にそれらの正電荷と原子軌道からの電子の負電荷との間のクーロン力を介して物質と相互作用する。 一般に、アルファ粒子（他の荷電粒子のような）は、主に：

• 励起によってエネルギーを移動する。 の粒子が移動エネルギーは原子、電子を高エネルギーです。
• イオン化。 イオン化は、荷電粒子が電子を除去するのに十分なエネルギーを有するときに起こり得る。 これにより、周囲の物質にイオン対が生成されます。,

対の生成にはエネルギーが必要であり、これはアルファ粒子の運動エネルギーによって失われ、減速する。 アルファ粒子の通過によって生成された正イオンと自由電子は再結合し、熱の形でエネルギー（例えば、振動エネルギーまたは原子の回転エネルギー）を放出 陽電子や電子などの軽い荷電粒子と、核分裂断片、アルファ粒子、ミュー粒子などの重い荷電粒子の通過との間には、エネルギー損失や散乱の仕方にかなりの違いがあります。, これらの違いの大部分は、衝突過程の異なるダイナミクスに基づいています。 一般に、重い粒子がはるかに軽い粒子（原子軌道内の電子）と衝突すると、エネルギーと運動量保存の法則により、重い粒子のエネルギーのごく一部だけがより軽い粒子に伝達されることが予測される。 伝達されるエネルギーの実際の量は、荷電粒子が原子をどの程度密接に通過するかに依存し、エネルギー準位の定量化による制限にも依存する。,

も参照してください：重荷電粒子と物質との相互作用

阻止力–Bethe式

周囲の媒体のイオン化特性を記述する便利な変数は、阻止力です。,

ここで、Tは荷電粒子の運動エネルギー、nionは単位経路長あたりに形成される電子-イオン対の数、Iは媒質中の原子をイオン化するのに必要な平均エネルギーである。 荷電粒子の場合，ｓは粒子速度が減少するにつれて増加する。 比エネルギー損失を記述する古典的な式は、ベーテ式として知られています。, 非相対論的公式は1930年にハンス-ベーテによって発見された。 相対論的なバージョン（下記参照）は、1932年にHans Betheによっても発見されました。

この式では、mは電子の残りの質量、βはv/cに等しく、光の速度に対する粒子の速度を表すもの、γは粒子のローレンツ係数、Qはその電荷に等しく、Zは媒体の原子番号、nは体積内の原子密度である。 非相対論的粒子（重い荷電粒子はほとんど非相対論的である）の場合、dT/dxは1/v2に依存します。, これは、速度が低いときに荷電粒子が電子の負の場で費やす時間が大きいほど説明できます。

ほとんどの材料の阻止力は重い荷電粒子に対して非常に高く、これらの粒子は非常に短い範囲を有する。 例えば、5MeVアルファ粒子の範囲は、アルミニウム合金では約0,002cmのみである。 ほとんどのアルファ粒子は、通常の紙または生体組織によって停止することができる。, したがって、アルファ粒子の遮蔽は困難な問題をもたらすものではありませんが、一方で、アルファ放射性核種は、摂取または吸入（内部汚染）されると、深刻な健康被害を引き起こす可能性があります。

Bragg Curve

Bragg曲線は、アルファ粒子およびその他の重荷電粒子に典型的であり、物質を通過する間の電離放射線のエネルギー損失を表します。 この曲線については、典型的なブラッグピークであり、これは阻止電力の1/v2依存性の結果である。 このピークは、粒子が静止する直前に相互作用の断面が増加するために生じる。 トラックのほとんどのために、充満は変わらずに残り、1/v2に従って特定のエネルギー損失の増加。, トラックの終わり近くで、電荷は電子ピックアップによって減少させることができ、曲線は落ちることができる。

Bragg曲線もstragglingの効果により多少異なります。 与えられた材料について、その範囲は、同じ初期エネルギーを有する同じ種類のすべての粒子についてほぼ同じであろう。 任意の特定の粒子によって受けられる微視的相互作用の詳細はランダムに変化するので、範囲のわずかな変化が観察され得る。, この変化はストラグリングと呼ばれ，多数の個々の衝突からなるエネルギー損失過程の統計的性質によって引き起こされる。

Bragg曲線によって記述されるこの現象は、周囲の健康な組織への影響を最小限に抑えながら、腫瘍に停止エネルギーを集中させることができるため、

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