Альфа-частинка - це частинка, що складається з двох протонів і двох нейтронів. Термін зазвичай використовується в ядерній фізиці і є однією з трьох частинок, які зазвичай викидаються під час радіоактивного розпаду, тобто альфа, бета та гамма-частинки.
Альфа-частинки набули видатності в перші дні фізики частинок, коли вчені використовували їх як снаряди для бомбардування певних цілей. Одним з найбільш широко відомих експериментів, який використовував альфа-частинки, був експеримент Ернеста Резерфорда, який призвів до відкриття структури атома.
Використовуючи альфа-частинки як снаряди та золоту фольгу в якості мішеней, Резерфорд зміг прийти до висновку, що атоми складаються з дуже щільних позитивно заряджених ядер з набагато легшими негативно зарядженими електронами, що обертаються навколо нього. Його висновок ґрунтувався на спостереженні, що траєкторії альфа-частинок у більшості разів були незначно відхиленими (як і передбачалося), але в рідкісних випадках відскакували, як кулі для пінг-понгу, кинуті на стіну.
Альфа-частинки безперешкодно проходили крізь золоту фольгу, коли проходили через велику, але рідко заповнену область навколо ядра. Однак, коли під час більш рідкісних випадків вони траплялися в голову або навіть наближалися до дуже щільного і позитивно зарядженого ядра, вони відхилялися під дуже широкими кутами.
За допомогою цієї інформації не було іншого варіанту, окрім як Резерфорд зробив висновок, що атом повинен мати дуже щільне ядро, яке є набагато меншим порівняно з усім атомом.
З точки зору атомних пропорцій альфа-частинки вважаються дуже масивними через існування двох протонів та двох нейтронів. Крім того, вони також позитивно заряджаються завдяки протонам. Таким чином, вони можуть легко завдати шкоди більшості цілей. Тобто вони мають високі іонізаційні властивості.
Альфа-частинки вивільняються під час процесів альфа-розпаду, що найчастіше може відбуватися у надважких ядрах, таких як уран, торій, актиній та радій. Оскільки вони не такі швидкі (в основному через масу), як бета-версія та гамма, вони не можуть подорожувати великими відстанями і можуть бути легко зупинені аркушем паперу чи шкірою людини.
Однак знову ж таки через їх величезну масу альфа-частинки можуть бути дуже небезпечними, коли вони можуть якось потрапляти в організм через вдихання або прийом всередину. Мінус цієї можливості, вам не доведеться багато хвилюватися з приводу цієї важкої ваги частинок.
Космічний журнал містить цікавий пов'язаний вміст, який ви, можливо, захочете прочитати. Хочете дізнатися про те, як ровер Opportunity потрапив у бік від удару заряджених частинок? Ось стаття про альфа-випромінювання.
Більше про це в NASA. Ось пара джерел:
- Науковий куточок MSL: рентгенівський спектрометр альфа-частинок (APXS)
- Mars Exploration Rover Mission: The Mission
Ось два епізоди на ролях Astronomy, які ви можете також перевірити:
- Уникнення теплової смерті, орбітальних галактик та небезпек космічного випромінювання
- Прихований синтез, швидкість нейтрино та радіація Хокінга
