Σωματίδιο άλφα

Διάσπαση άλφα

Ένα σωματίδιο άλφα αλλάζει κατεύθυνση λόγω της επιρροής μαγνητικού πεδίου

Η ακτινοβολία άλφα αποτελείται από πυρήνες ηλίου-4 και ένα φύλλο χαρτί την σταματά. Η ακτινοβολία βήτα η οποία αποτελείται από ηλεκτρόνια, σταματά με μια πλάκα αλουμινίου. Η ακτινοβολία γάμμα απορροφάται όταν περνά μέσα από ένα πυκνό υλικό.

Το σωματίδιο άλφα είναι η σύζευξη δύο πρωτονίων και δύο νετρονίων. Η δομή αυτή έχει συνολικά μηδενικό σπιν και είναι ταυτόσημη με αυτήν ενός πυρήνα του ατόμου του ⁴He (${}_{2}^{4}\!He$). Η μάζα του σωματιδίου είναι 6.644656×10^-27 kg, που αντιστοιχεί σε ενέργεια 3.72738 GeV.

Περιγραφή

Η εκπομπή σωματιδίων άλφα παρατηρείται στην πυρηνική φυσική όταν ένας ασταθής πυρήνας εκπέμπει ένα σωματίδιο άλφα για να οδηγηθεί έτσι σε μεταστοιχείωσή του σε κάποιον ελαφρύτερο. Η "επιλογή" της απελευθέρωσης σωματιδίων άλφα και όχι κάποιου άλλου ελαφρού πυρήνα, όπως π.χ. πυρήνα υδρογόνου ή ${}_{2}^{3}\!He$, οφείλεται στο ότι το σωματίδιο άλφα έχει τη μεγαλύτερη ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο, σε σύγκριση με τους άλλους ελαφρείς πυρήνες. Έτσι, ο βαρύς πυρήνας για να οδηγηθεί σε σταθερότερη ενεργειακά κατάσταση, αποβάλλει ένα σωματίδιο άλφα και μεταστοιχειώνεται σε ελαφρύτερο και συνεπώς ενεργειακά ευσταθέστερο πυρήνα. Το φαινόμενο ονομάζεται διάσπαση άλφα και είναι ένας από τους τρεις τρόπους με τους οποίους ένα ραδιενεργό νουκλεόνιο μπορεί να απελευθερώσει τμήμα της πυρηνικής του ενέργειας (οι άλλοι δύο: διάσπαση βήτα και ακτινοβολία γάμμα). Η ακτινοβολία σωματιδίων άλφα μπορεί να κατευθυνθεί εύκολα εξαιτίας του θετικού ηλεκτρικού φορτίου που έχουν και έτσι, η χρήση της, βρίσκει πολλές εφαρμογές στη φυσική. Εντούτοις, τα σωματίδια άλφα χαρακτηρίζονται από μικρή διεισδυτικότητα, με μία μέση διαδρομή μόνο μερικά εκατοστά στον αέρα μέχρι να ακινητοποιηθούν.