Ալֆա-տրոհում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Ատոմի միջուկի ալֆա-տրոհումը

Ալֆա-տրոհում, ատոմի միջուկի ռադիոակտիվ տրոհման տեսակ, որի արդյունքում տեղի է ունենում 4He հելիումի կրկնակի մոգական միջուկի՝ ալֆա-մասնիկի ճառագայթում[1]։ 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.

Ալֆա-տրոհման օրինակ ուրանի 238U իզոտոպի համար՝

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.[2]։ 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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика. В 2 кн. Кн. 1. Физика атомного ядра. Ч. I. Свойства нуклонов, ядер и радиоактивных излучений. - М.: Энергоатомиздат, 1993. ISBN 5-283-04080-1 С.137
  2. Ուրանի ուսումնասիրությունը և դրա առաջացրած էլեկտրական հաղորդականությունը="Uranium radiation and the electrical conduction produced by it" Philosophical Magazine (1899), Series 5, vol. 47, no. 284, pages 109-163.