Преглед на кодот на Алфа-распад

[[File:Alpha Decay.svg|thumb|240px|right|Визиелен приказ на алфа-распадот]]
{{Јадрена физика}}
'''Алфа-распад''' или '''α-распад''' — вид на [[радиоактивност|радиоактивен распад]] во кој [[атомско јадро|атомското јадро]] оддава [[алфа-честичка]] и на тој начин се преобразува или 'распаѓа' во атом чиј [[масен број]] е намален за четири, а [[атомски број|атомскиот број]] е намален за два. [[Алфа-честичка]]та е идентична со атомоското јадро на [[хелиум-4]], кое се состои од два [[протон]]и и два [[неутрон]]и. На пример, [[ураниум-238]] се распаѓа и создава [[ториум-234]]:<ref name="suchocki">Suchocki, John. ''Conceptual Chemistry'', 2007. Page 119.</ref>

:<math>\mathrm{~^{238}_{92}U}\rightarrow\mathrm{~^{234}_{90}Th} + {\alpha }</math>

или

:<math>\mathrm{~^{238}_{92}U}\rightarrow\mathrm{~^{234}_{90}Th} + \mathrm{~^{4}_{2}He}</math>

И масениот број и атомскиот број се запазуваат: масениот број е 238 од левата страна и (234 + 4) на десната страна и атомскиот број е 92 на левата страна и (90 + 2) на десната страна. Алфа-честичките се со [[електричен полнеж|полнеж]] +2, но кога јадрената равенка ја опишува јадрената реакција без да ги земе предвид електроните, тврдење кое не потврдува дека јадрото, со сигурност се случува кај неутралните атоми, при што полнежот не е прикажан.

Алфа-распадот вообичаено се појавува во најтешките нуклиди. Теоретски може да се појави само во јадрото, и тоа за јадра потешки од [[никел]] (28 елемент), каде што севкупната [[енергија на сврзување]] по [[нуклеон]] не е веќе минимална, а нуклидите, пак, токму затоа се нестабилни во однос на спонтаните цепни процеси. Во практиката, оваа постапка на распад е набљудувана само кај нуклиди кои се значително потешки од никелот, при што алфа-оддавачот, кој бил најлесен, се [[изотоп]]ите (масени броеви 106–110) на [[телур]]от (52 елемент).

Алфа-распадот досега е најчестиот облик на [[групен распад]], каде што изворниот [[атом]] испушта дефиниран [[Распаден производ|ќерка-атом]] збир на [[нуклеони]], оставајќи друг дефиниран производ задсебе. Тоа е најчестиот облик поради комбинираната [[сврзувачка енергија]], која е екстремно висока, и поради релативно малата маса на алфа-честичките. Како и другите групни-распади, алфа-распадот е основен процес на [[тунелски ефект]]. За разлика од [[бета-распад]]от, овој распад е предизвикан од взаемното дејство помеѓу [[јадрена сила|јадрената сила]] и [[електромагнетизам|електромагнетимот]].

[[Алфа-честичка|Алфа-честичките]] имаат вообичаена кинетичка енергија од 5&nbsp;MeV (или ≈&nbsp;0,13% од нивната вкупна енергија, 110&nbsp;TJ/kg) и имаат брзина од околу 15.000.000&nbsp;m/s, или 5% од [[брзина на светлината|брзината на светлината]]. Тука има изненадувачки мала промена на оваа енергија, поради големата зависност на полуживотот на овој процес од произведената енергија (Погледајте ги равенките на [[Гајгер-Натолов закон|Гајгер-Натоловиот закон]]). Поради нивната релативно голема маса, полнежот од +2 и релативно ниската брзина, големи се шансите алфа-честичките да заемодејствуваат со други атоми и да ја предадат својата енергија, а продорноста е ограничена од неколку сантиметри [[воздух]]. Околу 99% од [[хелиум]]от, кој се произведува на [[Земја]]та е резултат од алфа-распадот на подземните резерви на [[минерали]] кои содржат [[ураниум]] или [[ториум]]. Хелиумот се носи до површината како дополнителен производ при производството на [[природен гас|природниот гас]].

==Историја==
{{Поврзано|Алфа-честичка#Историја на употреба и откривање}}
[[Image:Alphaspektroskopie.JPG|thumb|right|Алфа-извор поставен под детектор за јонизирачки зрачења]]
Алфа-честичките за првпат беа опишани во истражувањата за радиоактивноста на [[Ернест Радерфорд]] во 1899 година, а во 1907 година тие биле препознаени како He<sup>2+</sup> јони.

Во 1928 година [[Георгиј Гамов]] ја решил теоријата на алфа-распадот преку тунелскиот ефект. Алфа-честичката е затворена во [[потенцијална јама]] од јадрото. Воопштено, алфа-честичката не можње да побегне, но според (тогаш) туку што откриените начела на [[квантна механика|квантната меџаник]], има мала (но, не нула) веројатност за „[[тунелски ефект]]“ низ [[потенцијална бариера|потенцијалната бариера]] и да се појави на другата страна откинувајќи се од јадрото. Гамов реши потенцијален модел за јадрото и воспостави врска од првите начела помеѓу [[полуживот]]от на распадот и енергијата на оддавањето, што претходно беше искуствено откриено и познато како [[Гајер-Натолов закон]].<ref>{{Наведена мрежна страница |url=http://www.phy.uct.ac.za/courses/phy300w/np/ch1/node38.html |title=За потеклото на Гамовиот закон, види |accessdate=2015-09-22 |archive-date=2009-02-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090224200050/http://www.phy.uct.ac.za/courses/phy300w/np/ch1/node38.html |url-status=dead }}</ref>

==Употреби==
[[Америциум-241]], [[алфа-оддавач]] се користи во [[детектори на чад|детекторите за чад]]. Алфа-честичките го [[јонизација|јонизираат]] воздухот во отворена [[јонска комора]], при што слаба [[електрична струја|струја]] минува низ јонизираниот воздух. Честичките од чад од огнот кои влегуваат во комората ја намалуваат струјата, со тоа што го вклучуваат алармот за чад. ''За повеќе информации Погледајте [[Детектор за чад#Јонизација|Јонизација - детектор на чад]]''.

Алфа-распадот може да биде сигурен извор на енергија за [[радиоизотопни термоелектрични генератори]] кои се користат кај [[вселенски сонди|вселенските сонди]]<ref>{{Наведена мрежна страница |url=http://solarsystem.nasa.gov/rps/rtg.cfm |title=Radioisotope Thermoelectric Generator |work=Solar System Exploration |publisher=[[NASA]] |accessdate=25 March 2013 |archive-date=2017-04-26 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170426031142/http://solarsystem.nasa.gov/rps/rtg.cfm |url-status=dead }}</ref>, а се користат и кај [[вештачки пејс-мејкер|вештачките пејс-мејкери за срце]].<ref>{{Наведена мрежна страница |url=http://osrp.lanl.gov/pacemakers.shtml |title=Nuclear-Powered Cardiac Pacemakers |work=Off-Site Source Recovery Project |publisher=LANL |accessdate=25 March 2013 |archive-date=2021-03-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210318003915/http://osrp.lanl.gov/pacemakers.shtml |url-status=dead }}</ref> Заштитата од зрачењето од алфа-распадот е многу поедноставна од онаа за другите облици на радиоактивен распад. На пример за да се заштитиме од зрачењето од [[Плутониум-238]], потребни се само 2,5&nbsp;mm на [[олово]].

[[stati;en eliminator|Статичните елиминатори]] вообичаено користат [[полониум-210]], алфа-оддавач, за да го јонизираат воздухот, дозволувајќи му на 'статичното полнење' побрзо да се испразни.

==Штетност==
Со оглед на тоа што се релативно тешки и позитивно наелектризирани, алфа-честичките се карактеризирани со многу куса [[средна слободна патека]], и брзо ја губат кинетичката енергија во рамки на куси растојанија од изворот на зачењето. Ова ја зголемува шансата за оштетување на клетките во случај на внатрешно внесување на алфа-извор. Воопштено, надворешното алфа-зрачење не е штетно затоа што алфа-честичките се ефикасно сопрени од неколку сантиметри воздух, парче хартија или тенок слој од клетки од мртва кожа, коишто го сочинуваат [[епидермиумот (кожа)|епидермисот]]. Дури и да се допре алфа-извор не е штетно, но многу алфа-извори исто така се придружени со [[бета-распад|бета-зрачење]] радио-керќи, а алфа-оддавањето исто така е придружено со оддавање на гама-фотон. Ако супстанциите кои емитираат алфа-честички се впиени, ихалирани, инјектирани или внесени преку кожата, тогаш тоа може да резултира во [[еквивалентна доза]] која може да се измери.

[[Релативeн биолошки ефект|Релативниот биолошки ефект]] (РБЕ) на алфа-зрачењето е повисок за разлика од оној на бега или гама-зрачењето. РБЕ квантитативно ја одредува способноста на зрачењето да предизвика одредени биолошки ефекти,како што се [[рак]] или [[некроза|умртвување на клетките]], при еквивалентна изложеност на зрачењето. Поголемата вредност за алфа-зрачењето генерално може да се категоризира во високиот коефициент на [[пренос на линиска енергија]], што е околу една јонизација на хемиско врзување за секој [[ангстрем]] на патување на алфа-честичка. РБЕ е поставен на вредност од 20 за алфа-зрачењето од неколку владини регулативи. РБЕ е поставен на 10 за озрачувањето на [[неутрон]], а на 1 за [[бета-распад|бета-зрачењето]] и јонизирачките фотони.

Но сепак, друга дел на алфа-зрачењето е [[повраток]]от од атомот-родител. Овој повраток, кој се должи на [[запазување на импулсот|запазувањето на импулсот]], повеќе се однесува како 'удар' од [[кундак]] на пушка кога куршумот оди во спротивниот правец. Ова му дава значителна количина на енергија на атомот кој врши повраток, што исто така предизвикува јонизирачко оштетување (Погледајте [[јонизирачко зрачење]]). Вкупната енергија на атомот кој врши повраток може лесно да се пресмета, а тежи отприлика колку алфа-честичка (4&nbsp;[[единица за атомска маса]]) поделена со тежината на родителот (вообичаено околу 200&nbsp;u) пати од вкупната енергија на алфа-честичката. Некои проценки велат дека ова може да важи за поголемиот дел од оштетувањето при внатрешното зрачење, затоа што атомите кои вршат повраток вообичаено се [[тешки метали]], кои претпочитаат да ги собираат [[хромозомите]]. Во некои истражувања,<ref>
{{Наведено списание
 |author=Winters TH, Franza JR
 |year=1982
 |title=Radioactivity in Cigarette Smoke
 |journal=[[New England Journal of Medicine]]
 |volume=306 |publisher=6 |page=364–365
 |doi=10.1056/NEJM198202113060613
}}</ref> ова довело до РБЕ приближно со вредност од 1.000 спротивно на вредноста која се користи во владините регулативи.

Најголемиот природен придонесувач алфа-зрачењето е [[радон]]от, радиоактивен гас кој природно се појавува, а може да се најде во почвата и во каменот.<ref>{{Наведена мрежна страница |url=http://www.ans.org/pi/resources/dosechart/ |title=ANS : Public Information : Resources : Radiation Dose Chart |accessdate=2015-09-22 |archive-date=2018-07-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180715152300/http://www.ans.org/pi/resources/dosechart/ |url-status=dead }}</ref> Ако гасот се вдише, тогаш некои од радон-честичките можат да се налепат на внатрешниот дел од белите дробови. Овие честички продолжуваат да се распаѓаат, оддавајќи алфа-честички, кои можат да ги оштетат клетките на белодробното ткиво.<ref>EPA Radiation Information: Radon. October 6, 2006, [http://www.epa.gov/radiation/radionuclides/radon.htm], Accessed December 6, 2006</ref> Смртта на [[Марија Кири]] на 66 годишна возраст од [[апластична анемија]] веројатно предизвикана од долга изложеност на високи дози на јонизирачко зрачење, но не е јасно дали е тоа последица од алфа-зрачењето или на бета-зрачењето. Кири многу работела со радиум, кој се распаѓа во радон,<ref>Health Physics Society, "Did Marie Curie die of a radiation overexposure?" [http://www.hps.org/publicinformation/ate/q535.html] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20071019220501/https://hps.org/publicinformation/ate/q535.html|date=2007-10-19}}</ref> плус со други радиоактивни материјали кои оддават [[бета-зрачење]] и [[гама-зрачење]]. Но, Кири исто така работела со незаштитени рендгенски цевки за време на Првата светска војна. А анализите на нејзиниот скелет за време на повторното погребување покажаа релативно низок степен на радиоизотопна изложеност.

Убиството на рускиот дисидент [[Александер Литвиненко]] во 2006 година со [[радијациско труење]] се претпоставува дека е спроведено со [[полониум-210]], алфа-оддавач.

== Поврзано ==

* [[Алфа-честичка]]
* [[Бета-распад]]

== Наводи ==
{{наводи}}
* [http://www.ct.infn.it/~rivel/Didat/SilDet.pdf Alpha emitters by increasing energy (Appendix 1)] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20090225154449/http://www.ct.infn.it/~rivel/Didat/SilDet.pdf |date=2009-02-25 }}

== Надворешни врски ==
* [[Image:Ndslivechart.png]] '''[http://www-nds.iaea.org/livechart The LIVEChart of Nuclides - IAEA ]''' with filter on alpha decay
* [http://nagysandor.eu/AsimovTeka/AlphaExamples/index_en.html Alpha decay with 3 animated examples] {{Семарх|url=https://web.archive.org/web/20201229102855/http://www.nagysandor.eu/AsimovTeka/AlphaExamples/index_en.html |date=2020-12-29 }} showing the recoil of daughter

{{Јадрени процеси}}

{{DEFAULTSORT:Алфа-распад}}
[[Категорија:Јадрена физика]]
[[Категорија:Радиоактивност]]
[[Категорија:Хелиум]]