α粒子

α粒子

阿爾法粒子既可以叫α粒子,也可以叫甲種粒子。

  • 中文名稱
    α粒子
  • 英文名
    Alpha particles

詞條簡介

阿爾法粒子是某些放射性物質衰變時放射出來的氦原子核,由兩個中子和兩個質子構成,質量為氫原子的4倍,速度每秒可達兩萬公裏,帶正電荷。穿透力不大,能傷害動物的皮膚。通常寫作α粒子。(阿爾法,希臘字母α的音譯)

內容簡介

不過如果人類吸入或進食具有α粒子放射性的物質,譬如吸入了輻射煙雨,α粒子就能直接破壞內髒細胞。它的穿透能力雖然弱,但由于它的電離能力很強,它對生物所造成的危害並不亞于其他輻射。

α粒子是帶正電的高能粒子(He原子核),它在穿過介質後迅速失去能量。它們通常由一些重原子(例如,鐳)或一些人造核素衰變時產生。α粒子在介質中運行,迅速失去能量,不能穿透很遠。但是,在穿入組織(即使是不能深入)也能引起組織的損傷。α粒子通常被人體外層壞死肌膚完全吸收,α粒子釋放出的放射性同位素在人體外部不構成危險。然而,它們一旦被吸入或註入,那將是十分危險。α粒子能被一張薄紙阻擋。

α粒子就是氦原子核,電子全部剝離,也就是He2+,相對原子質量為4,速度為光速的1/10。

β粒子就是電子,也就是e-,質量非常小,速度可達光速9/10。

γ粒子就是光子,即電磁波,靜止質量極限小,速度為光速。

穿透力:γ粒子>β粒子>α粒子

從碳12原子核的α粒子結構觀點出發,套用碳12原子核內α粒子的形狀因子和躍遷形狀因子,在Glauber散射理論架構下,計算了共振區內能量為Tπ=150,180 MeV,π-12C的2+(4.43 MeV)和3-(9.64 MeV)非彈性散射微分截面.理論結果與實驗較好地符合。

散射實驗

α粒子散射實驗

盧瑟福從1904年到1906年6月,做了許多α射線通過不同厚度的空氣、雲母片和金屬箔(如鋁箔)的實驗。英國物理學家W.H.布拉格(Bragg, W.H.1862-1942)在1904-1905年也做了這樣的實驗。他們發現,在此實驗中α射線速度減慢,而且徑跡偏斜(即發生散射現象)。例如,通過雲母的的某些α射線,從它們原來的途徑約偏斜了2°,發生了小角度散射,1906年冬,盧瑟福還認識到α粒子在某一臨界速度以上時能打入原子內部,由它的散射和所引起的原子內電場的反應可以探索原子內部結構。而且他還預見到可能會出現較大角度的散射。

α粒子α粒子

實驗結果:

1907-1908年間,在盧瑟福指導下蓋革也進行了α粒子散射實驗研究,發現α粒子射入金屬箔時散射角與材料的厚度和原子量有關;又發現大多數粒子散射角度很小,但有少數α 粒子偏角很大。盧瑟福敏銳地認識到精確地觀察大角度α 粒子散射對于了解原子內部的電場和結構非常重要,在盧瑟福的指導下,蓋革和青年研究生馬斯登(Sir Ernest Marsden.1889-?)于1909年3月用鐳作放射源,進行α 粒子穿射金屬箔(先後用了金箔和鋁箔)的實驗,精心測量極少的大角度散射粒子。結果發現約有八千分之一的入射α粒子發生大角度偏轉,偏轉角平均為90°,其中有的甚至反彈回來,α粒子的這種反常的散射現象,使盧瑟福十分驚訝,雖然他事前對大角度散射做過一些推測。多年以後,在1925年的一次講演中曾講到1909年3月這次實驗後的心情。他說:"如果將一張金葉放一束α 射線的徑跡上,某些射線進入金的原子並被散射,那隻是所期望的。但是,一種明顯而未料想到的觀察是一些快速的α粒子的速度和能量之大,那是一張極其驚人的結果。……正好像一個炮手將一顆炮強射在一張紙上,而由于某種其他原因彈頭再彈回來一樣。"在盧瑟福的指導下,蓋革和馬斯登對實驗進行總結並寫成論文,交英國皇家學會發表。盧瑟福認為:絕大部分α粒子能直接穿過金箔,說明原子一定是中空的,極少數的α粒子能被金箔偏轉,有的還被直接彈了回來,那就說明原子中存在著很小的帶正電的核。通過對電荷,質量和偏轉角度等的運算,1911年提出了原子結構的行星模型。即原子是由帶正電的質量很集中的很小的原子核和在它周圍運動著的帶負電的電子組成的,就像行星繞太陽運轉一樣的一個體系。

產生危害

α粒子是一種放射性粒子,由兩個質子及兩個中子組成,並不帶任何電子,亦即等同于氦-4的核心,或電離化後的氦-4,He2+。通常具有放射性而原子量較大的化學元素,會透過α衰變放射出α粒子,從而變成較輕的元素,直至該元素穩定為止。由于α粒子的體積比較大,又帶兩個正電荷,很容易就可以電離其他物質。因此,它的能量亦散失得較快,穿透能力在眾多電離輻射中是最弱的,人類的皮膚或一張紙已能隔阻α粒子。

α粒子α粒子

α粒子釋放出的放射性同位素在人體外部不構成危險。然而,釋放α粒子的物質(鐳、鈾等等)一旦被吸入或註入,那將是十分危險。它就能直接破壞內髒的細胞。

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