Cząstka alfa to cząstka złożona z dwóch protonów i dwóch neutronów. Termin ten jest powszechnie stosowany w fizyce jądrowej i jest jedną z trzech cząstek zwykle emitowanych podczas rozpadu radioaktywnego, tj. Cząstek alfa, beta i gamma.
Cząstki alfa zyskały na znaczeniu w pierwszych dniach fizyki cząstek, kiedy naukowcy wykorzystali je jako pociski do bombardowania niektórych celów. Jednym z najgłośniejszych eksperymentów wykorzystujących cząstki alfa był eksperyment Ernesta Rutherforda, który doprowadził do odkrycia struktury atomu.
Wykorzystując cząstki alfa jako pociski i złote folie jako cele, Rutherford doszedł do wniosku, że atomy składają się z bardzo gęstych dodatnio naładowanych rdzeni ze znacznie lżejszymi ujemnie naładowanymi elektronami krążącymi wokół niego. Jego wniosek opierał się na spostrzeżeniu, że trajektorie cząstek alfa były w większości przypadków nieco odchylone (zgodnie z oczekiwaniami), ale w rzadkich przypadkach odbijały się jak kule do ping-ponga rzucone o ścianę.
Cząstki alfa bez przeszkód przeszły przez złote folie, gdy przeszły przez duży, ale rzadko wypełniony obszar wokół jądra. Kiedy jednak, w znacznie rzadszych przypadkach, zderzali się z głową, a nawet zbliżali do bardzo gęstego i dodatnio naładowanego jądra, byli odchylani pod bardzo szerokimi kątami.
Dzięki tej informacji Rutherford nie miał innej możliwości, by dojść do wniosku, że atom musi mieć bardzo gęste jądro, które jest znacznie mniejsze w porównaniu z całym atomem.
Pod względem proporcji atomowych cząstki alfa są uważane za bardzo masywne ze względu na istnienie dwóch protonów i dwóch neutronów. Ponadto są one również naładowane dodatnio dzięki protonom. Jako takie mogą łatwo siać spustoszenie w większości celów. Oznacza to, że mają wysokie właściwości jonizacji.
Cząstki alfa uwalniane są podczas procesów rozkładu alfa, co może się zdarzyć szczególnie w przypadku bardzo ciężkich jąder, takich jak uran, tor, aktyn i rad. Ponieważ nie są tak szybkie (głównie ze względu na swoją masę) jak bety i gamma, nie mogą podróżować na duże odległości i mogą być łatwo zatrzymane przez kawałek papieru lub ludzką skórę.
Jednak ponownie, ze względu na ich ogromne masy, cząstki alfa mogą być bardzo niebezpieczne, ilekroć mogą jakoś dostać się do organizmu poprzez wdychanie lub połknięcie. Pomijając tę możliwość, nie musisz się martwić o tę ciężką cząsteczkę.
Space Magazine zawiera kilka interesujących powiązanych treści, które możesz chcieć przeczytać. Chcesz wiedzieć, w jaki sposób łazik Opportunity został odsunięty na bok przez uderzenie naładowanej cząstki? A oto artykuł o promieniowaniu alfa.
Więcej na ten temat w NASA. Oto kilka źródeł:
- MSL Science Corner: Spektrometr rentgenowski cząstek alfa (APXS)
- Mars Exploration Rover Mission: The Mission
Oto dwa odcinki w Astronomy Cast, które warto również sprawdzić:
- Unikanie śmierci cieplnej, krążących wokół galaktyk i niebezpieczeństw związanych z promieniowaniem kosmicznym
- Hidden Fusion, Speed of Neutrinos i Hawking Radiation
