Одним из видов радиоактивного излучения является альфа-излучение. Это излучение сопровождает радиоактивный распад практически всех ядер тяжелее свинца. Познакомимся со свойствами и характеристиками альфа-излучения.
После проведения опыта оказалось, что след на пластинке распался на три области. Две области были смещены в разных направлениях на разные расстояния, и на прежнем месте также осталась засвеченная область.
Это означает, что в радиоактивном излучении присутствуют частицы трех видов. Пятно с небольшим сдвигом оставляют тяжелые положительные частицы, пятно с большим противоположным сдвигом — легкие отрицательные. Частицы, образовавшие пятно на прежнем месте, — электрически нейтральны.
Тяжелые положительные частицы были названы альфа-частицами, легкие отрицательные — бета-частицами, нейтральные частицы — гамма-частицами.
По отклонению альфа-частиц в магнитных и электрических полях можно было установить отношение заряда частиц к их массе. Оно оказалось в два раза меньше, чем у атомов водорода (протонов).
Для измерения заряда альфа-частицы использовался счетчик Гейгера, совмещенный с электроскопом. Счетчик Гейгера регистрировал количество альфа-частиц, а электроскоп — получаемый при этом заряд.
Выяснилось, что альфа-частица имеет удвоенный заряд протона, а их масса вчетверо больше массы атома водорода. Такие характеристики имеет элемент гелий. То есть альфа-лучи являются ядрами гелия. Собирая альфа-частицы в течение нескольких дней и проводя спектральный анализ, Э. Резерфорд доказал это экспериментально.
Альфа-радиоактивные ядра
Исследования показывают, что ядро гелия обладает очень высокой стабильностью. Именно поэтому при распаде от нестабильных тяжелых ядер чаще всего отрываются не отдельные протоны или нейтроны, а устойчивая система из четырех нуклонов (двух протонов и двух нейтронов). Практически все элементы с атомным весом более 200 являются альфа-радиоактивными: к примеру, элементы уран, радий, торий испускают альфы-лучи.
При альфа-распаде элемент уменьшает свой номер в Периодической системе Менделеева на 2 единицы, а его атомный вес уменьшается на 4 единицы.
Свойства альфа-лучей
Поскольку альфа-частицы имеют большую массу и электрический заряд, их проникающая способность невелика. Даже в воздухе в нормальных условиях альфа-частицы полностью останавливаются через несколько десятков сантиметров. Металлическая фольга толщиной 0,1 мм полностью задерживает поток альфа-частиц. Даже попадая на открытую биологическую ткань, альфа-частицы задерживаются уже кожей.
Однако при своем движении альфа-частицы сильно ионизируют вещество. Поэтому попадание альфа-радиоактивного препарата внутрь организма приводит к серьезным внутренним ожогам и нарушению жизнедеятельности органов.
Эта же высокая способность к ионизации приводит к сильному влиянию альфа-излучения на электронные компоненты техники. Поэтому все они при необходимости должны быть защищены металлическими экранами.
Что мы узнали?
Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия. Ядро гелия имеет высокую энергетическую стабильность, поэтому большинство тяжелых элементов с атомным весом более 200 испускают не отдельные протоны или нейтроны, а альфа-частицы. Альфа-лучи обладают невысокой проникающей способностью, однако сильно ионизируют вещество при облучении.
