Partículas Alfa: Descoberta, Recursos, Aplicações

As partículas alfa (ou partículas alfa) são núcleos de átomos de hélio ionizado electrões, por conseguinte, perderam. Os núcleos de hélio são compostos por dois prótons e dois nêutrons. Então, essas partículas têm uma carga elétrica positiva cujo valor é o dobro da carga do elétron e sua massa atômica é de 4 unidades de massa atômica.

Partículas alfa são emitidas espontaneamente por certas substâncias radioativas. No caso da Terra, a principal fonte natural conhecida de emissão de radiação alfa é o gás radônio. O rádon é um gás radioativo presente no solo, na água, no ar e em algumas rochas.

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Descoberta

Foi ao longo dos anos de 1899 e 1900, quando os físicos Ernest Rutherford (que trabalhou na Universidade McGill em Montreal, Canadá) e Paul Villard (que trabalhou em Paris) diferenciaram três tipos de radiação, chamados pelo próprio Rutherford como: alfa, beta e gama.

A distinção foi feita com base na capacidade de penetrar nos objetos e no desvio devido ao efeito de um campo magnético. Em virtude dessas propriedades, Rutherford definiu raios alfa como aqueles que tinham menor capacidade de penetração em objetos comuns.

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Assim, o trabalho de Rutherford incluiu medidas da razão de massa de uma partícula alfa em relação à sua carga. Essas medidas o levaram a estabelecer a hipótese de que as partículas alfa eram íons de hélio com carga dupla.

Finalmente, em 1907, Ernest Rutherford e Thomas Royds conseguiram provar que a hipótese estabelecida por Rutherford era verdadeira, demonstrando assim que as partículas alfa eram íons de hélio ionizados duplamente.

Caracteristicas

Algumas das principais características das partículas alfa são as seguintes:

Massa atômica

4 unidades de massa atômica; isto é, 6,68 ± 10-27 kg.

Carregar

Positivo, duas vezes a carga do elétron, ou o que é o mesmo: 3,2 × 10 -19 C.

Velocidade

A partir da ordem de 1,5 x 10 7 m / s e 3 x 10 7 m / s.

Ionização

Eles têm uma alta capacidade de ionizar gases, transformando-os em gases condutores.

Energia cinética

Sua energia cinética é muito alta como resultado de sua grande massa e velocidade.

Capacidade de penetração

Eles têm uma baixa capacidade de penetração. Na atmosfera, eles perdem velocidade rapidamente ao interagir com diferentes moléculas como resultado de sua grande massa e carga elétrica.

Decaimento alfa

Decaimento alfa ou decaimento alfa é um tipo de decaimento radioativo que envolve a emissão de uma partícula alfa.

Quando isso ocorre, o núcleo radioativo vê seu número de massa reduzido em quatro unidades e seu número atômico em duas unidades.

Em geral, o processo é o seguinte:

A Z X → A-4 Z-2 Y + 4 2 Ele

O decaimento alfa ocorre normalmente em nuclídeos mais pesados. Teoricamente, isso só pode ocorrer em núcleos um pouco mais pesados ​​que o níquel, nos quais a energia geral de ligação por núcleo não é mais mínima.

Os núcleos mais leves conhecidos por emitir partículas alfa são os isótopos de menor massa de telúrio. Assim, o telúrio 106 ( 106 Te) é o isótopo mais leve no qual o decaimento alfa ocorre na natureza. No entanto, excepcionalmente 8 Be pode ser dividido em duas partículas alfa.

Como as partículas alfa são relativamente pesadas e carregadas positivamente, seu caminho livre médio é muito curto, de modo que rapidamente perdem sua energia cinética a uma curta distância da fonte emissora.

Decaimento alfa dos núcleos de urânio

Um caso muito comum de decaimento alfa ocorre no urânio. O urânio é o elemento químico mais pesado presente na natureza.

Na sua forma natural, o urânio ocorre em três isótopos: urânio-234 (0,01%), urânio-235 (0,71%) e urânio-238 (99,28%). O processo de decaimento alfa para o isótopo de urânio mais abundante é o seguinte:

238 92 U → 234 90 mil + 4 2 ele

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Hélio

Todo o hélio que existe atualmente na Terra tem sua origem nos processos de decaimento alfa de diferentes elementos radioativos.

Por esse motivo, geralmente é encontrado em depósitos minerais ricos em urânio ou tório. Da mesma forma, também parece associado a poços de extração de gás natural.

Toxicidade e riscos para a saúde de partículas alfa

Em geral, a radiação alfa externa não representa um risco para a saúde, uma vez que as partículas alfa podem apenas percorrer distâncias de alguns centímetros.

Dessa forma, as partículas alfa são absorvidas pelos gases presentes em apenas alguns centímetros de ar ou pela fina camada externa da pele morta de uma pessoa, evitando assim que eles apresentem qualquer risco à saúde das pessoas.

No entanto, as partículas alfa são muito perigosas para a saúde se forem engolidas ou inaladas.

Isso ocorre porque, embora tenham pouco poder de penetração, seu impacto é muito grande, pois são as partículas atômicas mais pesadas emitidas por uma fonte radioativa.

Aplicações

As partículas alfa têm diferentes aplicações. Alguns dos mais importantes são os seguintes:

– tratamento de câncer.

– Eliminação de eletricidade estática em aplicações industriais.

– Use em detectores de fumaça.

– Fonte de combustível para satélites e naves espaciais.

– Fonte de energia para marca-passos.

– Fonte de energia para estações sensoras remotas.

– Fonte de energia para dispositivos sísmicos e oceanográficos.

Como pode ser visto, um uso muito comum de partículas alfa é como fonte de energia para diferentes aplicações.

Além disso, atualmente uma das principais aplicações das partículas alfa é como projéteis na pesquisa nuclear.

Primeiro, as partículas alfa são produzidas por ionização (ou seja, separando elétrons dos átomos de hélio). Posteriormente, essas partículas alfa são aceleradas para altas energias.

Referências

  1. Partícula alfa (nd). Na Wikipedia Recuperado em 17 de abril de 2018, em en.wikipedia.org.
  2. Decaimento alfa (sd). Na Wikipedia Recuperado em 17 de abril de 2018, em en.wikipedia.org.
  3. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994).Física quântica: átomos, moléculas, sólidos, núcleos e partículas . Cidade do México: Limusa.
  4. Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002).Física Moderna (4ª ed.). WH Freeman
  5. Krane, Kenneth S. (1988).Física Nuclear Introdutória . John Wiley & Sons.
  6. Eisberg, Robert Resnick, Robert (1994).Física quântica: átomos, moléculas, sólidos, núcleos e partículas . Cidade do México: Limusa.

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