Ալֆա-տրոհում

Ատոմի միջուկի ալֆա-տրոհումը

Ալֆա-տրոհում, ատոմի միջուկի ռադիոակտիվ տրոհման տեսակ, որի արդյունքում տեղի է ունենում ⁴He հելիումի կրկնակի մոգական միջուկի՝ ալֆա-մասնիկի ճառագայթում։ Ընդ որում միջուկի զանգվածային թիվը փոքրանում է 4-ով, իսկ ատոմական համարը՝ 2-ով։ Ալֆա-տրոհման ենթարկվում են միայն ծանր միջուկները (ատոմական համարը պետք է լինի մեծ 82-ից, զանգվածային թիվը՝ մեծ 200-ից)։ Ալֆա մասնիկը միջուկի կուլոնյան արգելքով թունելային անցում է կատարում, ուստի ալֆա-տրոհումը էապես քվանտային երևույթ է։ Քանի որ թունելային էֆեկտի հավանականությունը արգելքի բարձրությունից էքսպոնենցիալ կախում ունի, ալֆա-ակտիվ միջուկների կիսատրոհման պարբերությունը աճում է ալֆա-մասնիկի էներգիայի նվազմանը զուգընթաց (Գեյգեր-Նետտոլի օրենքը)։ 2 ՄէՎ-ից փոքր էներգիայով ալֆա-մասնիկի դեպքում ալֆա-ակտիվ միջուկների կյանքի տևողությունը էապես գերազանցում է Տիեզերքի տարիքը։ Այդ պատճառով, չնայած ցերիումից ծանր բնական իզոտոպների մեծ մասը սկզբունքորեն կարող են տրոհվել այդ կանալով, միայն քչերի համար է տրոհումը նկատվել։

Ալֆա-մասնիկի դուրս թռչելու արագությունը 9400 կմ/վ-ից (նեոդիումի ¹⁴⁴Nd իզոտոպը) մինչև 23700 կմ/վ է (պոլոնիումի ^212mPo իզոտոպը)։

Ընդհանուր դեպքում ալֆա-տրոհման բանաձևը հետևյալ տեսքն ունի.

$\ _{Z}^{A}{\rm {X}}\rightarrow _{Z-2}^{A-4}{\rm {Y}}+\alpha \ (_{2}^{4}{\rm {He}})$

Ալֆա-տրոհման օրինակ ուրանի ²³⁸U իզոտոպի համար՝

$\ _{92}^{238}{\rm {U}}\rightarrow _{90}^{234}{\rm {Th}}+\alpha \ (_{2}^{4}{\rm {He}})$

Ալֆա-տրոհումը կարելի է դիտարկել որպես կլաստերային տրոհման սահմանային դեպք։

Ալֆա-աղբյուրը ճառագայթման դեդեկտորի ներսում

Առաջին անգամ ալֆա-տրոհումը որոշարկել է բրիտանացի ֆիզիկոս Էռնեստ Ռեզերֆորդը 1899 թ.։ Միաժամանակ Փարիզում ֆրանսիացի ֆիզիկոս Պոլ Վիլլարը նմանատիպ փորձեր անցկացրեց, սակայն չհասցրեց Ռեզերֆորդից շուտ հրապարակել։ Ալֆա-տրոհման առաջին քանակական տեսությունը մշակել է Գեորգի Գամովը։

Վտանգավորությունը կենդանի օրգանիզմների համար

Լինելով բավական ծանր և դրականապես լիցքավորված, ռադիոակտիվ տրոհման ալֆա-մասնիկները նյութում ունեն շատ կարճ վազքի երկարություն և միջավայրում շարժման ժամանակ արագ կորցնում են էներգիան աղբյուրից ոչ մեծ հեռավորության վրա։ Դրա արդյունքում ճառագայթման ամբողջ էներգիան անջատվում է նյութի փոքր ծավալում, ինչը մեծացնում է բջիջների վնասվելու հավանականությունը, եթե ճառագայթման աղբյուրը օրգանիզմի մեջ է ընկնում։ Սակայն ռադիոակտիվ աղբյուրների արտաքին ճառագայթումն անվնաս է, քանի որ ալֆա-մասնիկները կարող են կասեցվել օդի մի քանի սանտիմետրում կամ նյութի մի քանի տասնյակ միկրոմետրանոց շերտում, օրինակ՝ թղթով կամ նույնիսկ վերնամաշկի կարծրացած, մեռուկացված շերտով՝ չհասնելով կենդանի բջիջներին։ Նույնիսկ հպումը մաքուր ալֆա-ճառագայթման աղբյուրին վտանգավոր չէ, չնայած պետք է հիշել, որ ալֆա-ճառագայթման շատ աղբյուրներ ճառագայթում են նաև ավելի թափանցունակ բետա-մասնիկներ, գամմա-քվանտներ, երբեմն՝ նեյտրոններ։ Սակայն ալֆա-ճառագայթումը օրգանիզմի մեջ ընկնելով էական ճառագայթահարման պատճառ է դառնում։ Ալֆա-ճառագայթման որակի գործակիցը 20 է (մեծ է իոնացնող ճառագայթման բոլոր մյուս տիպերից, բացառությամբ ծանր միջուկները և միջուկի բեկորներ)։ Դա նշանակում է, որ ալֆա-մասնիկը կենդանի հյուսվածքում ստեղծում է մոտ 20 անգամ ավելի մեծ վնասվածքներ, քան նույն էներգիայով գամա-քվանտը կամ բետա-մասնիկը։

Վերն ասվածը վերաբերում է ալֆա մասնիկների այն ռադիոակտիվ աղբյուրներին, որոնց էներգիան չի գերազանցում 15 ՄէՎ-ը։ Արագացուցիչում առաջացած ալֆա-մասնիկները կարող են շատ ավելի մեծ էներգիա ունենալ և ստեղծել նշանակալից դոզա նույնիսկ օրգանիզմի արտաքին ճառագայթահարման դեպքում։

Տես նաև

• Ալֆա-մասնիկ
• Ռադիոակտիվ տրոհում
• Բետա-տրոհում
• Կլաստերային տրոհում

Ծանոթագրություններ

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Ալֆա-տրոհում» հոդվածին։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 1, էջ 195)։