Descoberta de Partículas Alfa, Características, Aplicações

O partículas alfa (ou partículas α) são núcleos de átomos de hélio ionizado que, portanto, perderam seus elétrons. Núcleos de hélio são compostos de dois prótons e dois nêutrons. Então, essas partículas têm uma carga elétrica positiva, cujo valor é o dobro da carga do elétron, e sua massa atômica é de 4 unidades de massa atômica.

Partículas alfa são emitidas espontaneamente por certas substâncias radioativas. No caso da Terra, a principal fonte natural conhecida de emissão de radiação alfa é o gás radônio. O radônio é um gás radioativo presente no solo, na água, no ar e em algumas rochas.

Índice

• 1 descoberta
• 2 características
  • 2.1 Massa atômica
  • 2,2 Carga
  • 2,3 velocidade
  • 2.4 ionização
  • 2.5 Energia cinética
  • 2.6 Capacidade de penetração
• 3 decadência alfa
  • 3.1 Decaimento alfa dos núcleos de urânio
  • 3,2 Hélio
• 4 Toxicidade e riscos para a saúde das partículas alfa
• 5 aplicações
• 6 referências

Descoberta

Foi durante os anos 1899 e 1900 quando os físicos Ernest Rutherford (que trabalhou na Universidade McGill, em Montreal, Canadá) e Paul Villard (que trabalhou em Paris) diferenciados três tipos de registros, chamados por Rutherford-se como: alfa, beta e gama.

A distinção foi feita com base em sua capacidade de penetrar objetos e seu desvio devido a um campo magnético. Sob estas propriedades, alfa Rutherford definidos como aqueles com menos capacidade de penetração objectos raios comuns.

Assim, o trabalho de Rutherford incluiu medições da razão entre a massa de uma partícula alfa e sua carga. Essas medidas levaram-no a estabelecer a hipótese de que as partículas alfa eram íons de hélio com carga dupla.

Finalmente, em 1907 Ernest Rutherford e Thomas Royds capaz de demonstrar que a hipótese estabelecida por Rutherford era verdade, demonstrando que as partículas de alfa foram duplamente ionizadas iões de hélio.

Características

Algumas das principais características das partículas alfa são as seguintes:

Massa atômica

4 unidades de massa atômica; isto é, 6,68 ∙ 10^-27 kg

Carregando

Positivo, duas vezes a carga do elétron, ou o que é o mesmo: 3,2 ∙ 10^-19 C.

Speed

Da ordem entre 1,5 · 10⁷ m / se 3 · 10⁷ m / s.

Ionização

Eles possuem alta capacidade de ionizar gases, transformando-os em gases condutores.

Energia cinética

Sua energia cinética é muito alta como resultado de sua grande massa e velocidade.

Capacidade de penetração

Eles têm uma baixa capacidade de penetração. Na atmosfera eles rapidamente perdem velocidade quando interagem com moléculas diferentes como consequência de sua grande massa e carga elétrica.

Decaimento alfa

Decaimento alfa ou decaimento alfa é um tipo de decaimento radioativo que consiste na emissão de uma partícula alfa.

Quando isso acontece, o núcleo radioativo vê seu número de massa reduzido em quatro unidades e seu número atômico em duas unidades.

Em geral, o processo é o seguinte:

^Um_Z X → ^A-4_Z-2Y + ⁴₂Eu tenho

O decaimento alfa normalmente ocorre em núcleos mais pesados. Teoricamente, apenas pode ocorrer em um pouco mais pesada do que o níquel, em que a energia de ligação por núcleo é geralmente não há núcleos mínimos.

Os núcleos mais leves que emitem partículas alfa conhecidas são os isótopos de massa mais baixa do telúrio. Assim, o telúrio 106 (¹⁰⁶Te) é o isótopo mais leve em que ocorre o decaimento alfa na natureza. No entanto, excepcionalmente ⁸Seja pode ser dividido em duas partículas alfa.

Desde partículas alfa são relativamente pesados ​​e são carregados positivamente, o caminho livre médio é muito curto, de modo que eles rapidamente perdem a sua cinética uma curta distância da fonte de energia.

Decaimento alfa de núcleos de urânio

Um caso muito comum de decaimento alfa ocorre em urânio. O urânio é o elemento químico mais pesado encontrado na natureza.

Na sua forma natural de urânio em três isótopos urânio-234 (0,01%), urânio-235 (0,71%), e urânio-238 (99,28%). O processo de decaimento alfa para o isótopo de urânio mais abundante é o seguinte:

²³⁸₉₂ U → ²³⁴₉₀Th +⁴₂Eu tenho

Helio

Todo o hélio que existe atualmente na Terra tem sua origem nos processos de decaimento alfa de diferentes elementos radioativos.

Por esta razão, é normalmente encontrado em depósitos minerais ricos em urânio ou tório. Da mesma forma, também aparece associado a poços de extração de gás natural.

Toxicidade e riscos para a saúde de partículas alfa

Em geral, a radiação alfa externa não representa risco para a saúde, uma vez que as partículas alfa só podem percorrer distâncias de alguns centímetros.

Desta forma, as partículas alfa são absorvidas pelos gases presentes em apenas alguns centímetros de ar ou pela fina camada externa de pele morta de uma pessoa, evitando assim qualquer risco para a saúde das pessoas.

No entanto, partículas alfa são muito perigosas para a saúde em caso de ingestão ou inalação.

Isso porque, embora tenham pouco poder de penetração, seu impacto é muito grande, pois são as partículas atômicas mais pesadas emitidas por uma fonte radioativa.

Aplicações

Partículas alfa têm diferentes aplicações. Alguns dos mais importantes são os seguintes:

- Tratamento contra o câncer.

- Eliminação de eletricidade estática em aplicações industriais.

- Use em detectores de fumaça.

- Fonte de combustível para satélites e naves espaciais.

- Fonte de energia para o marcapasso.

- Fonte de energia para estações de sensores remotos.

- Fonte de energia para dispositivos sísmicos e oceanográficos.

Como pode ser visto, um uso muito comum de partículas alfa é como fonte de energia para diferentes aplicações.

Além disso, atualmente uma das principais aplicações de partículas alfa é como projéteis em pesquisa nuclear.

Primeiro, as partículas alfa são produzidas por ionização (ou seja, separando elétrons dos átomos de hélio). Subsequentemente, essas partículas alfa são aceleradas em altas energias.

Referências

1. Partícula alfa (n.d.). Na Wikipedia. Retirado em 17 de abril de 2018, de en.wikipedia.org.
2. Decaimento alfa (n.d.). Na Wikipedia. Retirado em 17 de abril de 2018, de en.wikipedia.org.
3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994).Física Quântica: Átomos, moléculas, sólidos, núcleos e partículas. México D.F .: Limusa.
4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002).Física Moderna(4a ed.) W. H. Freeman.
5. Krane, Kenneth S. (1988).Física Nuclear Introdutória. John Wiley & Sons
6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994).Física Quântica: Átomos, moléculas, sólidos, núcleos e partículas. México D.F .: Limusa.