Alpha Decay

Alpha decay: τι είναι και πώς συμβαίνει;

Η διάσπαση άλφα είναι ένας ραδιενεργός μετασχηματισμός ενός ατομικού πυρήνα, ο οποίος συνοδεύεται από την εκπομπή σωματιδίων άλφα. Ένα σωματίδιο άλφα είναι ένας πυρήνας ηλίου που αποτελείται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια και έχει θετικό φορτίο.

Στη διαδικασία της διάσπασης άλφα, ο πυρήνας ενός ατόμου εκπέμπει ένα σωματίδιο άλφα και μετασχηματίζεται στον πυρήνα ενός άλλου στοιχείου, μειώνοντας το φορτίο του κατά τέσσερις μονάδες και τον αριθμό μάζας του κατά δύο μονάδες. Για παράδειγμα, στην άλφα διάσπαση, ένας πυρήνας ουρανίου-238 μετατρέπεται σε πυρήνα θορίου-234 και ένας πυρήνας πλουτωνίου-239 μετατρέπεται σε πυρήνα ουρανίου-235.

Η διάσπαση άλφα είναι ένας από τους τρεις κύριους τύπους ραδιενεργής διάσπασης, μαζί με τη διάσπαση βήτα και την ακτινοβολία γάμμα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τη διάσπαση βήτα και την ακτινοβολία γάμμα, τα σωματίδια άλφα έχουν μικρότερη διεισδυτική ισχύ και επομένως είναι λιγότερο επικίνδυνα για τους ζωντανούς οργανισμούς.

Η αποσύνθεση άλφα είναι μια σταθερή διαδικασία που συμβαίνει με μια ορισμένη πιθανότητα, που ονομάζεται πιθανότητα αποσύνθεσης άλφα. Αυτή η πιθανότητα εξαρτάται από τον μαζικό αριθμό και το φορτίο του πυρήνα, καθώς και από τις ενεργειακές συνθήκες μέσα στον πυρήνα.

Η διάσπαση άλφα ανακαλύφθηκε το 1899 από τον Γάλλο φυσικό Henri Becquerel, ο οποίος παρατήρησε ότι τα άλατα ουρανίου εκπέμπουν μια άγνωστη ακτινοβολία που μπορεί να διαπεράσει σκοτεινά υλικά. Αυτή η ακτινοβολία ονομάστηκε ραδιενέργεια και η διάσπαση άλφα ήταν ένα από τα πρώτα φαινόμενα που συνδέθηκαν με τη ραδιενέργεια.

Επί του παρόντος, η διάσπαση άλφα παίζει σημαντικό ρόλο στην πυρηνική φυσική και την πυρηνική τεχνολογία. Για παράδειγμα, οι εκπομποί άλφα χρησιμοποιούνται σε τροφοδοτικά ραδιοϊσοτόπων, ως πηγές ιονίζουσας ακτινοβολίας στην έρευνα υλικών και σε ιατρικές συσκευές.

Συμπερασματικά, η διάσπαση άλφα είναι ένα σημαντικό φαινόμενο στην πυρηνική φυσική που συμβαίνει κατά τη διάρκεια του ραδιενεργού μετασχηματισμού των ατομικών πυρήνων. Η διάσπαση άλφα συνοδεύεται από την εκπομπή σωματιδίων άλφα, που είναι πυρήνες ηλίου, και οδηγεί στο σχηματισμό πυρήνων άλλων στοιχείων.

Η διάσπαση άλφα είναι μια από τις πιο κοινές διεργασίες ραδιενεργού διάσπασης που συμβαίνει σε άτομα που περιέχουν βαρέα στοιχεία. Αυτή είναι η διαδικασία κατά την οποία ο πυρήνας ενός ατόμου, που περιέχει πολλά πρωτόνια και νετρόνια, διασπάται στον πυρήνα ενός ελαφρύτερου στοιχείου, απελευθερώνοντας σωματίδια άλφα (τους πυρήνες των ατόμων ηλίου) και δύο ή τρία νετρόνια.

Στην αρχή της διαδικασίας διάσπασης άλφα, ο πυρήνας ενός ατόμου σχηματίζει ένα κανάλι μέσω του οποίου το σωματίδιο άλφα μπορεί να εξέλθει ελεύθερα από το άτομο. Μετά από αυτό, εμφανίζονται ταλαντώσεις στον πυρήνα και η κίνησή του επιταχύνεται. Υπό την επίδραση ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων, ο πυρήνας καταρρέει σε σχήμα σφαίρας και τα πρωτόνια και τα νετρόνια αρχίζουν να κινούνται σε κύκλο γύρω από το κέντρο. Αυτό το στάδιο διαρκεί μερικά μικροδευτερόλεπτα.

Τότε λαμβάνει χώρα η διαδικασία της απαγωστοποίησης, δηλαδή το πυρηνικό πεδίο γίνεται χαοτικό και το κέντρο της σφαίρας μετατοπίζεται σε άλλο σημείο. Αυτή τη στιγμή, τα πρωτόνια χωρίστηκαν σε δύο νετρίνα. Ταυτόχρονα, τα σωματίδια άλφα πετούν έξω από τον πυρήνα με ταχύτητα περίπου 20.000