Оглавление [Скрыть]
- 1 Альфа-распад
- 1.1 Альфа-распад
- 1.2 Механизм альфа-распада
- 1.3 История и теория
- 1.4 Энергия и кинетика
- 1.5 Квантовое туннелирование
- 1.6 Теоретические аспекты альфа-распада
- 1.7 Практическое применение альфа-распада
- 1.8 Токсичность альфа-излучения
- 1.9 Естественные источники альфа-излучения
- 1.10 Исторические примеры
- 1.11 Полный текст статьи:
- 2 Альфа-распад – Arc.Ask3.Ru
Альфа-распад
-
Альфа-распад
- Тип радиоактивного распада, при котором атомное ядро испускает альфа-частицу (ядро гелия).
- Альфа-частица имеет заряд +2 e и массу 4 Da.
- Альфа-распад происходит в самых тяжелых нуклидах, таких как уран-238.
-
Механизм альфа-распада
- Альфа-распад является процессом квантового туннелирования.
- Альфа-частица заключена в ядерную потенциальную яму и электромагнитный потенциальный барьер.
- Квантовая механика позволяет альфа-частице туннелировать через барьер.
-
История и теория
- Альфа-частицы были описаны Эрнестом Резерфордом в 1899 году.
- Джордж Гамов разработал теорию альфа-распада в 1928 году.
- Гамов вычислил зависимость между периодом полураспада и энергией излучения.
-
Энергия и кинетика
- Альфа-частицы обладают кинетической энергией 5 МэВ и скоростью около 15 000 000 м/с.
- Энергия распада становится кинетической энергией альфа-частицы.
- Энергия отдачи ядра обычно мала, менее 2%.
-
Квантовое туннелирование
- Квантовая туннельная теория альфа-распада была разработана Гамовым, Герни и Кондоном в 1928 году.
- Альфа-частица проходит сквозь барьер, не приобретая достаточной энергии.
- Вероятность утечки при каждом столкновении с барьером очень мала, что приводит к длительным периодам полураспада.
-
Теоретические аспекты альфа-распада
- Изотопы с массовым числом A = 5, 8, 143 ≤ A ≤ 155, 160 ≤ A ≤ 162 и A ≥ 165 подвергаются альфа-распаду.
- Все остальные массовые числа имеют ровно один стабильный нуклид.
- Ядра с массой 5 распадаются на гелий-4 и протон или нейтрон, ядра с массой 8 распадаются на два гелия-4.
-
Практическое применение альфа-распада
- Америций-241 используется в детекторах дыма.
- Радий-223 используется при лечении скелетных метастазов.
- Альфа-распад служит источником питания для радиоизотопных термоэлектрических генераторов и кардиостимуляторов.
- Полоний-210 используется в нейтрализаторах статического электричества.
-
Токсичность альфа-излучения
- Альфа-частицы теряют энергию в небольшом объеме материала и имеют короткую длину свободного пробега.
- Альфа-излучение вызывает двухцепочечные разрывы ДНК при внутреннем заражении.
- Альфа-излучение имеет высокий коэффициент линейного переноса энергии (LET).
- Альфа-отдача родительского ядра также вызывает ионизационные повреждения.
-
Естественные источники альфа-излучения
- Радон, природный радиоактивный газ, вносит наибольший вклад в дозу облучения населения.
- Радон может оседать на внутренней оболочке легких и повреждать клетки.
-
Исторические примеры
- Мария Кюри умерла от апластической анемии, возможно, из-за альфа-излучения.
- Убийство Александра Литвиненко в 2006 году было совершено с помощью полония-210.