O que é a definição de partícula alfa

as partículas alfa são núcleos energéticos de hélio. A produção de partículas alfa é denominada decaimento alfa. As partículas alfa consistem de dois prótons e dois nêutrons ligados em uma partícula idêntica a um núcleo de hélio. As partículas alfa são relativamente grandes e carregam uma carga dupla positiva. Eles não são muito penetrantes e um pedaço de papel pode detê-los. Eles viajam apenas alguns centímetros, mas depositam todas as suas energias ao longo dos seus curtos caminhos., Em reatores nucleares eles são produzidos, por exemplo, no combustível (decaimento alfa de núcleos pesados). Partículas alfa são comumente emitidas por todos os núcleos radioativos pesados que ocorrem na natureza (urânio, tório ou rádio), bem como os elementos transurânicos (neptúnio, plutônio ou amerício). Especialmente partículas alfa energéticas (exceto núcleos de hélio artificialmente acelerados) são produzidas em um processo nuclear, que é conhecido como uma fissão ternária. Neste processo, o núcleo de urânio é dividido em três partículas carregadas (fragmentos de fissão) em vez dos dois normais., O menor dos fragmentos de fissão mais provavelmente (90% de probabilidade) é uma partícula alfa energética extra.

a Interação das Partículas Alfa com a Matéria

Desde a interação eletromagnética se estende ao longo de uma certa distância, não é necessário para um alfa de partículas para fazer uma colisão direta com um átomo. Eles podem transferir energia simplesmente passando por perto., Partículas alfa interagem com a matéria principalmente através de forças de coulomb entre sua carga positiva e a carga negativa dos elétrons a partir de orbitais atômicos. Em geral, as partículas alfa (como outras partículas carregadas) transferem energia principalmente por:

• excitação. A partícula carregada pode transferir energia para o átomo, elevando elétrons para níveis de energia mais elevados.ionização. Ionização pode ocorrer, quando a partícula carregada tem energia suficiente para remover um elétron. Isto resulta na criação de pares de íons em matéria circundante.,

a criação de pares requer energia, que é perdida a partir da energia cinética da partícula alfa fazendo com que ela desacelere. Os íons positivos e elétrons livres criados pela passagem da partícula alfa se reunirão, liberando energia na forma de calor (por exemplo, energia vibracional ou energia rotacional de átomos). Existem diferenças consideráveis nas formas de perda de energia e dispersão entre a passagem de partículas leves carregadas, tais como positrões e electrões e partículas pesadas carregadas, tais como fragmentos de fissão, partículas alfa, múons., A maioria dessas diferenças são baseadas nas diferentes dinâmicas do processo de colisão. Em geral, quando uma partícula pesada colide com uma partícula muito mais leve (elétrons nos orbitais atômicos), as leis de conservação de energia e momento prevêem que apenas uma pequena fração da energia da partícula maciça pode ser transferida para a partícula menos massiva. A quantidade real de energia transferida depende de quão perto as partículas carregadas passam através do átomo e depende também de restrições de quantização dos níveis de energia.,

Ver também: interacção de partículas pesadas carregadas com matéria

potência de paragem – a fórmula

uma variável conveniente que descreve as propriedades de ionização do meio circundante é a potência de paragem., O linear interromper a alimentação de material é definida como a relação entre o diferencial de perda de energia para a partícula no interior do material para o correspondente diferencial de comprimento de caminho:

,onde T é a energia cinética da partícula carregada, nion é o número de elétrons do íon pares formados por unidade de comprimento do caminho, e I denota a média de energia necessária para ionizar um átomo no meio. Para partículas carregadas, s aumenta à medida que a velocidade das partículas diminui. A expressão clássica que descreve a perda de energia específica é conhecida como a fórmula Bethe., A fórmula não-relativista foi encontrada por Hans Bethe em 1930. A versão relativista (veja abaixo) também foi encontrada por Hans Bethe em 1932.

nesta expressão, m é o resto da massa do elétron, β é igual a v/c, o que expressa a velocidade da partícula em relação à velocidade da luz, γ é o fator de Lorentz da partícula, Q é igual à sua carga, Z é o número atômico do meio e n é a densidade de átomos no volume. Para partículas não relativísticas (partículas pesadas carregadas são principalmente não relativísticas), dT/dx é dependente de 1/v2., Isto pode ser explicado pelo maior tempo que a partícula carregada gasta no campo negativo do elétron, quando a velocidade é baixa.o poder de paragem da maioria dos materiais é muito elevado para partículas pesadas carregadas e estas partículas têm intervalos muito curtos. Por exemplo, a gama de uma partícula alfa de 5 MeV é aproximadamente de apenas 0,002 cm em liga de alumínio. A maioria das partículas alfa pode ser parada por uma folha comum de papel ou tecido vivo., Por conseguinte, a protecção das partículas alfa não constitui um problema difícil, mas, por outro lado, os nuclídeos Alfa-radioactivos podem conduzir a riscos graves para a saúde quando ingeridos ou inalados (contaminação interna).

Curva de Bragg

a curva Bragg é típica para partículas alfa e para outras partículas pesadas carregadas e descreve a perda de energia da radiação ionizante durante a viagem pela matéria. Para esta curva é típico o pico Bragg, que é o resultado da dependência de 1/v2 do poder de parada. Este pico ocorre porque a seção transversal da interação aumenta imediatamente antes da partícula ficar em repouso. Para a maior parte da pista, a carga permanece inalterada e a perda de energia específica aumenta de acordo com o 1/v2., Perto do fim da pista, a carga pode ser reduzida através de captador de elétrons e a curva pode cair.

a curva Bragg também difere um pouco devido ao efeito da bragging. Para um dado material, a gama será quase a mesma para todas as partículas do mesmo tipo com a mesma energia inicial. Uma vez que os detalhes das interações microscópicas sofridas por qualquer partícula específica variam aleatoriamente, uma pequena variação na gama pode ser observada., Esta variação é chamada de retardamento e é causada pela natureza estatística do processo de perda de energia que consiste de um grande número de colisões individuais.

Este fenômeno, que é descrito pela curva Bragg, é explorado na terapia de partículas de câncer, porque isso permite concentrar a energia de parada no tumor, minimizando o efeito sobre o tecido saudável circundante.

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