Alfa hajoaminen

Alfahajoaminen: mitä se on ja miten se tapahtuu?

Alfahajoaminen on atomiytimen radioaktiivinen muutos, johon liittyy alfahiukkasten päästö. Alfahiukkanen on heliumydin, joka koostuu kahdesta protonista ja kahdesta neutronista ja jolla on positiivinen varaus.

Alfahajoamisprosessissa atomin ydin lähettää alfahiukkasen ja muuttuu toisen alkuaineen ytimeksi vähentäen sen varausta neljällä yksiköllä ja massalukua kahdella yksiköllä. Esimerkiksi alfahajoamisessa uraani-238-ydin muuttuu torium-234-ytimeksi ja plutonium-239-ydin uraani-235-ytimeksi.

Alfahajoaminen on beetahajoamisen ja gammasäteilyn ohella yksi kolmesta radioaktiivisen hajoamisen päätyypistä. Toisin kuin beetahajoaminen ja gammasäteily, alfahiukkasilla on kuitenkin vähemmän tunkeutumiskykyä ja siksi ne ovat vähemmän vaarallisia eläville organismeille.

Alfa-hajoaminen on vakaa prosessi, joka tapahtuu tietyllä todennäköisyydellä, jota kutsutaan alfa-hajoamisen todennäköisyydeksi. Tämä todennäköisyys riippuu ytimen massaluvusta ja varauksesta sekä ytimen energiaolosuhteista.

Alfahajoamisen löysi vuonna 1899 ranskalainen fyysikko Henri Becquerel, joka huomasi, että uraanisuolat lähettävät tuntematonta säteilyä, joka voi tunkeutua tummien materiaalien läpi. Tätä säteilyä kutsuttiin radioaktiivisuudeksi, ja alfahajoaminen oli yksi ensimmäisistä radioaktiivisuuteen yhdistetyistä ilmiöistä.

Tällä hetkellä alfahajoamisella on tärkeä rooli ydinfysiikassa ja ydinteknologiassa. Alfasäteilijöitä käytetään esimerkiksi radioisotooppien teholähteissä, ionisoivan säteilyn lähteinä materiaalitutkimuksessa sekä lääketieteellisissä laitteissa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että alfahajoaminen on tärkeä ilmiö ydinfysiikassa, joka tapahtuu atomiytimien radioaktiivisen muuntumisen aikana. Alfahajoamiseen liittyy alfahiukkasten, jotka ovat heliumytimiä, päästöjä, ja se johtaa muiden alkuaineiden ytimien muodostumiseen.

Alfahajoaminen on yksi yleisimmistä radioaktiivisista hajoamisprosesseista, joka tapahtuu atomeissa, jotka sisältävät raskaita alkuaineita. Tämä on prosessi, jossa atomin ydin, joka sisältää useita protoneja ja neutroneja, hajoaa kevyemmän alkuaineen ytimeksi vapauttaen alfahiukkasia (heliumatomien ytimiä) ja kaksi tai kolme neutronia.

Alfahajoamisprosessin alussa atomin ydin muodostaa kanavan, jonka kautta alfahiukkanen voi vapaasti poistua atomista. Tämän jälkeen ytimessä tapahtuu värähtelyjä ja sen liike kiihtyy. Sähkömagneettisten voimien vaikutuksesta ydin romahtaa pallon muotoon ja protonit ja neutronit alkavat liikkua ympyrässä keskuksen ympärillä. Tämä vaihe kestää muutaman mikrosekunnin.

Sitten tapahtuu de-agostisaatioprosessi, eli ydinkenttä muuttuu kaoottiseksi ja pallon keskipiste siirtyy toiseen pisteeseen. Tällä hetkellä protonit jakautuvat kahdeksi neutriinoksi. Samaan aikaan alfahiukkaset lentää ulos ytimestä nopeudella noin 20 000